Orientador: Yuzo Iano / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-19T20:29:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LaricoChavez_RogerFredy_D.pdf: 2886619 bytes, checksum: 3c97581a74eb56d1cd20c390b38697c1 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A área que trata de compressão de imagem com perdas é, atualmente, de grande importância. Isso se deve ao fato de que as técnicas de compressão permitem representar de uma forma eficiente uma imagem reduzindo assim, o espaço necessário para armazenamento ou um posterior envio da imagem através de um canal de comunicações. Em particular, o algoritmo SPIHT (Set Partitioning of Hierarchical Trees) muito usado em compressão de imagens é de implementação simples e pode ser aproveitado em aplicações onde se requer uma baixa complexidade. Este trabalho propõe um esquema de compressão de imagens utilizando uma forma personalizada de armazenamento da transformada DWT (Discrete Wavelet Transform), codificação flexível da ROI (Region Of Interest) e a compressão de imagens usando o algoritmo SPIHT. A aplicação consiste na transmissão dos dados correspondentes usando-se codificação turbo. A forma personalizada de armazenamento da DWT visa um melhor aproveitamento da memória por meio do uso de algoritmo SPIHT. A codificação ROI genérica é aplicada em um nível alto da decomposição DWT. Nesse ponto, o algoritmo SPIHT serve para ressaltar e transmitir com prioridade as regiões de interesse. Os dados a serem transmitidos, visando o menor custo de processamento, são codificados com um esquema turbo convolucional. Isso porque esse esquema é de implementação simples no que concerne à codificação. A simulação é implementada em módulos separados e reutilizáveis para esta pesquisa. Os resultados das simulações mostram que o esquema proposto é uma solução que diminui a quantidade de memória utilizada bem como o custo computacional para aplicações de envio de imagens em aplicações como transmissão de imagens via satélite, radiodifusão e outras mídias / Abstract: Nowadays, the area that comes to lossy image compression is really important. This is due to the fact that compression techniques allow an efficient way to represent an image thereby reducing the space required for storage or subsequent submission of an image through a communications channel. In particular, the algorithm SPIHT (Set Partitioning of Hierarchical Trees) widely used in image compression is simple to implement and can be used in applications where a low complexity is required. This study proposes an image compression scheme using a personalized storage transform DWT (Discrete Wavelet Transform), encoding flexible ROI (Region Of Interest) and image compression algorithm using SPIHT. The application consists in a transmission of the corresponding data using turbo coding. The shape of the custom storage DWT aims to make better use of memory by reducing the amount of memory through the use of SPIHT algorithm. ROI coding is applied in a generic high-level DWT decomposition. At this point, the algorithm serves to highlight SPITH and transmit the priority areas of interest. The data to be transmitted in order to lower the cost of processing are encoded with a turbo convolutional scheme. This is due this scheme is simple to implement with regard to coding. The simulation is implemented in separate modules and reusable for this research. The simulations and analysis show that the proposed scheme is a solution that decreases the amount of memory used and the computational cost for applications to send images in applications such as image transmission via satellite, broadcasting and others medias / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Yuzo Iano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-20T02:17:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CutipaArapa_EfrainaGladys_M.pdf: 5028658 bytes, checksum: 07c8aaabf3096b4e5cd565e0f12f6fe6 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O armazenamento e a transmissão de grande quantidade de imagens médicas constituem um campo ativo de pesquisa. Dispositivos de imagem geram muitos dados por paciente. Além disso, deve-se prover armazenamento de longo prazo bem como uma transmissão eficiente. Esquemas de compressão atuais produzem taxas de compressão elevadas e com perda de qualidade. Uma abordagem de processamento que permita uma alta taxa de compressão e codificação de regiões de interesse ROI (Region Of Interest) com boa qualidade é assim desejável. Neste trabalho um método de codificação ROI e WT (Wavelet Transform) para compressão de imagem digital no formato padrão DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) é apresentado. Essas aplicações permitem extrair informações relevantes para o armazenamento de uma imagem com um menor custo computacional e com um erro muito pequeno quando se compara a imagem original com aquela processada / Abstract: The storage and transmission of large amounts of medical images is an active field research. In general, imaging devices generates large amounts of data per patient. Besides, we need to provide long-term storage and an efficient transmission. Current compression schemes produce high compression rates if some loss of quality is affordable. However in medicine field we cannot afford any losses in diagnostically important regions. An approach that brings a high compression rate with a good quality is thus necessary. In this work a method of ROI coding e WT (Wavelet Transform) for compression of compression of digital imaging is presented. These applications allow extract relevant information from an image archiving with a lower computational cost and with a very small error when comparing the original and processed images / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador : Yuzo Iano / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas,Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T22:24:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Abushaala_AhmedMohamedMuftah_D.pdf: 3079103 bytes, checksum: 0af396d61fefb29db594691c55dc66a3 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Neste trabalho, apresenta-se um tutorial sobre a técnica de Codificação Aritmética Binária Adaptativa (CABA), onde a CABA é a base principal do padrão JBIG (¿Joint Bi-level Image Experts Group¿). O esforço é dedicado para o estudo e a implementação de quatro sub-blocos que fazem parte do padrão JBIG: sub-bloco ¿Redutor de Resolução¿, sub-bloco ¿Predição Típica¿, sub-bloco ¿Template Modelo¿ e sub-bloco ¿Codificador Aritmético Adaptativo¿. O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de protótipo software de ¿Codec¿ de CABA para imagens de escala de cinzas e imagens coloridas, tendo-se em vista a codificação sem perdas. Realizou-se a simulação de uma nova proposta usando-se método progressivo do padrão JBIG com o objetivo de se representar a informação de imagem em planos de bits e camadas de resolução. Essa proposta consiste em se transferir o modo progressivo para o decodificador do JBIG ao invés de usá-lo no codificador que é o procedimento comum. Isso permitirá o ganho desejado na taxa de compressão. Os resultados numéricos são apresentados e analisados / Abstract: In this work, a tutorial about an Adaptive Binary Arithmetic Coding technique (ABAC) is presented, where the ABAC is the principal base of the JBIG standard (¿Joint Bi-level Image Experts Group¿). The main effort is dedicated to the study and the implementation of four sub-blocks of the JBIG standard namely: sub-block ¿Resolution Reduction¿, sub-block ¿Typical Prediction¿, sub-block ¿Model Template¿ and sub-block ¿Adaptive Arithmetic Encoder¿. The main objective of this work is the development of a software prototype of Codec of ABAC for greyscale and colour images, with the aim to obtain a lossless coding. The simulation of a new proposal was realised using the progressive method of the JBIG standard with the objective of representing the image information in bit-planes and resolution layers. This proposal consists of transferring the progressive mode to the decoder of JBIG instead of using the common procedure. This would allow the desired gain in the compression ratio. The numerical results are presented and analysed. / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador : Yuzo Iano / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T15:12:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BecerraSablon_VicenteIdalberto_D.pdf: 8989892 bytes, checksum: 9e7faaea11c6235651b2ae0902ec0ddb (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Neste trabalho apresenta-se um estudo da aplicabilidade da transformada "wavelet", no processamento e na compressão de sinais de vídeo. O estudo é realizado como uma conseqüência dos bons resultados obtidos na aplicação dessa transformada na compressão e processamento de imagens estáticas. Foi realizado também, um estudo sobre as principais técnicas de compressão de imagens, enfatizando-se os codificadores com perdas. Apresentou-se os conceitos teóricos relacionados com a transformada em questão e foram feitas simulações para se avaliar as ferramentas matemáticas disponíveis, bem como para a avaliação do desempenho, compatibilidade e eficiência dos esquemas propostos para a compressão de sinais de vídeo. Propõe-se um método de estimação de movimento no domínio wavelet a partir da técnica de codificação PACC (Codificação Condicional Particionada e Agregada) conjuntamente com a propriedade da transformada ser variante com o deslocamento / Abstract: A study of the applicability of the wavelet transformed, in the processing and in video signals compression is presented in this work. The study was carried out as a consequence of the good results obtained in the application of that transform in the compression and processing of static images. A study on the main techniques of images compression, with emphasis on encoders with losses and theoretical concepts related with transformed images is also presented. Simulations were done in order to evaluate the available mathematical tools for that purposes, as well as for the evaluation of the performance, compatibility and efficiency of the outlines proposed for the compression of video signals. A method of movement estimation in the wavelet domain coming from the coding technique PACC (Conditional Code Partitioning and Joined) jointly with the property of the transfonn to be shift variant is presented as a new proposal / Doutorado / Engenharia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Francisco Villarreal Alvarado / Banca: Jozué Vieira Filho / Banca: Pedro Henrique Cox / Resumo: Neste trabalho é apresentado um sistema interativo para o processamento e armazenamento de imagens no domínio wavelet e uma interface para processamento de imagens digitais. A proposta apresentada baseia-se na transformada wavelet e em métodos de limiar. O sistema de armazenamento tem como objetivo a otimização do espaço computacional, tanto para armazenamento como para transmissão de imagens. Sendo para isso necessário a aplicação da Transformada Wavelet nas respectivas imagens e dos diversos métodos de limiar a serem escolhidos. Estas aplicações permitem extrair informações relevantes para o armazenamento de uma imagem com um menor custo computacional e com uma margem de erro muito pequena quando se compara as imagens, original e processada, ou seja, não há perda de qualidade ao aplicar o sistema de codificação apresentado. Os resultados obtidos a partir das informações extraídas das imagens são apresentados numa interface gráfica. É através da interface gráfica que o usuário usa os arquivos para visualizar e analisar os resultados dos programas diretamente na tela do computador sem a preocupação de lidar com os códigos fontes. A interface gráfica, os programas de processamento de imagens via Transformada Wavelet e os métodos de limiar foram desenvolvidos no ambiente do MATLAB, possibilitando uma troca direta de informações entre eles e o usuário. / Abstract: In this work an interactive system processing and storage of compressed images in the wavelet domain, and an interface for digital image processing are presented. The storage method proposed is based on the wavelet transform and a threshold method. It has the objective of optimizing the computational space, for storage and for transmission of images. It is necessary first a pre-processing routine and after, the characterization through the application of the wavelet transform to the respective images and the several threshold methods to be chosen. These applications allow the extraction of relevant information for an image compression or storage image with a smaller computational cost and with a very small of error when the original and processed images are compared, in other words, there is no quality loss when applying the codification system presented. The results obtained from the extracted information of the images are presented in a graphic interface for image processing. The graphic interface, the programs for image processing using the wavelet transform and the thresholding methods were developed in a MATLAB environment, making possible a direct change of information between them and the user, without the concern of working with source codes. Through this graphic interface the user can use files which permits him visualize and analyze the results of the programs in the computer screen. / Mestre

Orientador: Yuzo Iano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-12T14:35:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Higa_RogerioSeiji_M.pdf: 2694908 bytes, checksum: 4f1722cc06ee38d8d637afcc25ae51db (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A animação é muito utilizada na área cinematográfica para produzir efeitos visuais ou para fazer filmes inteiros. Nessa área, a busca por novas ferramentas caminha junto com a necessidade da indústria do entretenimento de sempre mostrar novidades. Tentando suprir essa demanda, este trabalho propõe uma nova ferramenta que mistura o morphing de imagens, já muito utilizado nesta área, com a média morfológica. O uso dessas duas técnicas permite a geração de uma seqüência de imagens diferente de outras técnicas de morphing. Além disso, também é proposta a utilização de um algoritmo de interpolação de formas, que é utilizado junto ao morphing para interpolar os seus marcadores de atributos. O uso da interpolação de formas permite que dois marcadores correspondentes tenham um número diferente de pontos, e também adiciona opções de compensação de rotação entre as formas dos marcadores. Neste trabalho são mostrados os resultados obtidos com o método proposto. / Abstract: Animation is used in the cinema industry to produce visual effects or entire movies. In this area, the search for new tools comes along with the need of the entertainment industry to show new stuff all the time. To fulfill this need, this work proposes a new tool that blends the image morphing, a famous tool for visual effects, with the morphological median. The use of these two techniques provides an image sequence that's distinct from other similar tools. It is also proposed in this work the use of the shape interpolation which is used in the morphing algorithm to interpolate the features markers. The shape interpolation algorithm allows that the corresponding markers have a different number of points, it also includes a rotation compensation options for the interpolation of the shapes of the markers. In this work are shown the results obtained form the proposed method. / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Este trabalho tem por objetivo comparar os seguintes métodos de compressão de imagens de impressão digital: transformada discreta do cosseno (DCT), transformada de wavelets de Haar, transformada de wavelets de Daubechies e transformada de wavelets de quantização escalar (WSQ). O propósito da comparação é identificar o método que resulta numa menor perda de dados, para a maior taxa de compressão possível. São utilizadas as seguintes métricas para avaliação da qualidade da imagem para os métodos: erro quadrático médio (ERMS), a relação sinal e ruído (SNR) e a relação sinal ruído de pico (PSNR). Para as métricas utilizadas a DCT apresentou os melhores resultados, seguida pela WSQ. No entanto, o melhor tempo de compressão e a melhor qualidade das imagens recuperadas avaliadas pelo software GrFinger 4.2, foram obtidos com a técnica WSQ. / This research aims to compare the following fingerprint image compression methods: the discrete cosseno transform (DCT), Haar wavelet transform, Daubechies wavelets transform and wavelet scalar quantization (WSQ). The main interest is to find out the technique with the smallest distortion and higher compression ratio. Image quality is measured using peak signal-to-noise ratio (PSNR), signal-to-noise ratio (SNR) and root mean square (ERMS). Image quality using these metrics showed best results for the DCT followed by WSQ, although the WSQ had the best compression time and presented the best quality when evaluated by the GrFinger 4.2 software.

Imagens de documentos são documentos digitalizados com conteúdo textual. Estes documentos são compostos de caracteres e diagramação, apresentando características comuns entre si, como a presença de bordas e limites no formato de cada caractere. A relação entre as características das imagens de documentos e os impactos do processo de compressão com respeito à fidelidade visual são analisadas nesse trabalho. Métricas objetivas são empregadas na análise das características das imagens de documentos, como a medida da atividade da imagem (IAM) no domínio espacial dos pixels, e a verificação da medida de atividade espectral (SAM) no domínio espectral. Os desempenhos das técnicas de compressão de imagens baseada na transformada discreta de cosseno (DCT) e na transformada discreta de Wavelet (DWT) são avaliados sobre as imagens de documentos ao aplicar diferentes níveis de compressão sobre as mesmas, para cada técnica. Os experimentos são realizados sobre imagens digitais de documentos impressos e manuscritos de livros e periódicos, explorando texto escritos entre os séculos 16 ao século 19. Este material foi coletado na biblioteca Brasiliana Digital (www.brasiliana.usp.br), no Brasil. Resultados experimentais apontam que as medidas de atividade nos domínios espacial e espectral influenciam diretamente a fidelidade visual das imagens comprimidas para ambas as técnicas baseadas em DCT e DWT. Para uma taxa de compressão fixa de uma imagem comprimida em ambas técnicas, a presença de valores superiores de IAM e níveis menores de SAM na imagem de referência resultam em menor fidelidade visual, após a compressão. / Document images are digitized documents with textual content. These documents are composed of characters and their layout, with common characteristics among them, such as the presence of borders and boundaries in the shape of each character. The relationship between the characteristics of document images and the impact of the compression process with respect to visual fidelity are analyzed herein. Objective metrics are employed to analyze the characteristics of document images, such as the Image Activity Measure (IAM) in the spatial domain, and assessment of Spectral Activity Measure (SAM) in the spectral domain. The performance of image compression techniques based on Discrete Cosine Transform (DCT) and Discrete Wavelet Transform (DWT) are evaluated from document images by applying different compression levels for each technique to these images. The experiments are performed on digital images of printed documents and manuscripts of books and magazines, exploring texts written from the 16th to the 19th century. This material was collected in the Brasiliana Digital Library in Brazil. Experimental results show that the activity measures in spatial and spectral domains directly influence the visual fidelity of compressed images for both the techniques based on DCT and DWT. For a fixed compression ratio for both techniques on a compressed image, higher values of IAM and low levels of SAM in the reference image result in less visual fidelity after compression.

Este trabalho tem por objetivo comparar os seguintes métodos de compressão de imagens de impressão digital: transformada discreta do cosseno (DCT), transformada de wavelets de Haar, transformada de wavelets de Daubechies e transformada de wavelets de quantização escalar (WSQ). O propósito da comparação é identificar o método que resulta numa menor perda de dados, para a maior taxa de compressão possível. São utilizadas as seguintes métricas para avaliação da qualidade da imagem para os métodos: erro quadrático médio (ERMS), a relação sinal e ruído (SNR) e a relação sinal ruído de pico (PSNR). Para as métricas utilizadas a DCT apresentou os melhores resultados, seguida pela WSQ. No entanto, o melhor tempo de compressão e a melhor qualidade das imagens recuperadas avaliadas pelo software GrFinger 4.2, foram obtidos com a técnica WSQ. / This research aims to compare the following fingerprint image compression methods: the discrete cosseno transform (DCT), Haar wavelet transform, Daubechies wavelets transform and wavelet scalar quantization (WSQ). The main interest is to find out the technique with the smallest distortion and higher compression ratio. Image quality is measured using peak signal-to-noise ratio (PSNR), signal-to-noise ratio (SNR) and root mean square (ERMS). Image quality using these metrics showed best results for the DCT followed by WSQ, although the WSQ had the best compression time and presented the best quality when evaluated by the GrFinger 4.2 software.

Imagens de documentos são documentos digitalizados com conteúdo textual. Estes documentos são compostos de caracteres e diagramação, apresentando características comuns entre si, como a presença de bordas e limites no formato de cada caractere. A relação entre as características das imagens de documentos e os impactos do processo de compressão com respeito à fidelidade visual são analisadas nesse trabalho. Métricas objetivas são empregadas na análise das características das imagens de documentos, como a medida da atividade da imagem (IAM) no domínio espacial dos pixels, e a verificação da medida de atividade espectral (SAM) no domínio espectral. Os desempenhos das técnicas de compressão de imagens baseada na transformada discreta de cosseno (DCT) e na transformada discreta de Wavelet (DWT) são avaliados sobre as imagens de documentos ao aplicar diferentes níveis de compressão sobre as mesmas, para cada técnica. Os experimentos são realizados sobre imagens digitais de documentos impressos e manuscritos de livros e periódicos, explorando texto escritos entre os séculos 16 ao século 19. Este material foi coletado na biblioteca Brasiliana Digital (www.brasiliana.usp.br), no Brasil. Resultados experimentais apontam que as medidas de atividade nos domínios espacial e espectral influenciam diretamente a fidelidade visual das imagens comprimidas para ambas as técnicas baseadas em DCT e DWT. Para uma taxa de compressão fixa de uma imagem comprimida em ambas técnicas, a presença de valores superiores de IAM e níveis menores de SAM na imagem de referência resultam em menor fidelidade visual, após a compressão. / Document images are digitized documents with textual content. These documents are composed of characters and their layout, with common characteristics among them, such as the presence of borders and boundaries in the shape of each character. The relationship between the characteristics of document images and the impact of the compression process with respect to visual fidelity are analyzed herein. Objective metrics are employed to analyze the characteristics of document images, such as the Image Activity Measure (IAM) in the spatial domain, and assessment of Spectral Activity Measure (SAM) in the spectral domain. The performance of image compression techniques based on Discrete Cosine Transform (DCT) and Discrete Wavelet Transform (DWT) are evaluated from document images by applying different compression levels for each technique to these images. The experiments are performed on digital images of printed documents and manuscripts of books and magazines, exploring texts written from the 16th to the 19th century. This material was collected in the Brasiliana Digital Library in Brazil. Experimental results show that the activity measures in spatial and spectral domains directly influence the visual fidelity of compressed images for both the techniques based on DCT and DWT. For a fixed compression ratio for both techniques on a compressed image, higher values of IAM and low levels of SAM in the reference image result in less visual fidelity after compression.