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

É apresentado nesse trabalho o desenvolvimento, implementação e teste de uma técnica envolvendo a rede neural de Hopfield modificada, para detectar e estimar o vetor movimento utilizado na codificação da diferença entre dois quadros consecutivos de um sinal de vídeo digitalizado, como o utilizado no padrão MPEG (Moving Picture Expert Group). A detecção e estimação do vetor movimento em um sinal de vídeo digital é um problema muito importante a ser resolvido, uma vez que é uma etapa crucial para a técnica de compressão de sinais de vídeo. Apresentam-se inicialmente duas topologias de redes neurais de Hopfield modificadas, a uni e a bi-dimensional, e como os seus parâmetros são obtidos a partir da luminância dos pixels de dois quadros consecutivos. Em seguida é mostrado que a detecção e estimação do vetor movimento pode ser obtida dinamicamente, quando as redes neurais iterativamente minimizam um certo problema de otimização. A técnica proposta nesse trabalho foi testada em duas seqüências de quadros não coloridos, onde a primeira seqüência é a sintética e a segunda é uma seqüência real. Os pixels que compõem os quadros de ambas as seqüências são representados por 256 níveis de cinza.Simulações da técnica proposta e da técnica da busca exaustiva mostram que os vetores movimento detectados e estimados para ambas as seqüências testadas foram corretos.

A compressão de vídeos é amplamente utilizada em Blu-rays, por fontes de streaming de vídeos na internet e também por vários serviços de transmissão de HDTV. É um processo onde se reduz a quantidade de dados necessários para representar um stream de vídeo, com a restrição de possuir uma qualidade mínima aceitável. Obviamente, esta qualidade mínima dependerá da aplicação, que pode ser um vídeo conferência ou uma transmissão de HDTV, por exemplo. A maioria dos padrões de compressão de vídeo como o H.264/AVC possui um codificador de alta complexidade e um decodificador de baixa complexidade, mas em aplicações de Veículos Aéreos Não Tripulados (VANT) geralmente o hardware embarcado apresenta capacidade de processamento inferior. Em geral, quando estes VANTs são capazes de comprimir vídeos, a mídia resultante apresenta qualidade reduzida. Com base nos conceitos propostos por Bhaskaranand e Gibson, esta dissertação apresenta um algoritmo de estimação de movimento que pode ser implementado diretamente em qualquer codificador H.264 para produzir vídeos decodificáveis por qualquer decodificador deste padrão. Como resultado, obtém-se uma redução significativa na complexidade da codificação do padrão e um pequeno aumento na taxa de bits.

A busca de palavras em uma grande coleção de documentos é um problema muito recorrente nos dias de hoje, como a própria utilização dos conhecidos \"motores de busca\" revela. Para que as buscas sejam realizadas em tempo que independa do tamanho da coleção, é necessário que a coleção seja indexada uma única vez. O tamanho destes índices é tipicamente linear no tamanho da coleção de documentos. A compressão de dados é outro recurso bastante utilizado para lidar com o tamanho sempre crescente da coleção de documentos. A intenção deste estudo é aliar a indexação utilizada nas buscas à compressão de dados, verificando alternativas às soluções já propostas e visando melhorias no tempo de resposta das buscas e no consumo de memória utilizada nos índices. A análise das estruturas de índice com os algoritmos de compressão mostra que arquivo invertido por blocos em conjuntos com compressão Huffman por palavras é uma ótima opção para sistemas com restrição de consumo de memória, pois proporciona acesso aleatório e busca comprimida. Neste trabalho também são propostas novas codificações livres de prefixo a fim de melhorar a compressão obtida e capaz de gerar códigos auto-sincronizados, ou seja, com acesso aleatório realmente viável. A vantagem destas novas codificações é que elas eliminam a necessidade de gerar a árvore de codificação Huffman através dos mapeamentos propostos, o que se traduz em economia de memória, codificação mais compacta e menor tempo de processamento. Os resultados obtidos mostram redução de 7% e 9% do tamanho dos arquivos comprimidos com tempos de compressão e descompressão melhores e menor consumo de memória. / Pattern matching over a big document collection is a very recurrent problem nowadays, as the growing use of the search engines reveal. In order to accomplish the search in a period of time independent from the collection size, it is necessary to index the collecion only one time. The index size is typically linear in the size of document collection. Data compression is another powerful resource to manage the ever growing size of the document collection. The objective in this assignment is to ally the indexed search to data compression, verifying alternatives to the current solutions, seeking improvement in search time and memory usage. The analysis on the index structures and compression algorithms indicates that joining the block inverted les with Huffman word-based compression is an interesting solution because it provides random access and compressed search. New prefix free codes are proposed in this assignment in order to enhance the compression and facilitate the generation of self-sinchronized codes, furthermore, with a truly viable random access. The advantage in this new codes is that they eliminate the need of generating the Huffman-code tree through the proposed mappings, which stands for economy of memory, compact encoding and shorter processing time. The results demonstrate gains of 7% and 9% in the compressed le size, with better compression and decompression times and lower memory consumption.

Neste trabalho apresentamos um novo método de compressão, com perda controlada de dados, que tem a vantagem de ter uma taxa significativa de compressão sem introduzir nenhuma perda superior a um parâmetro escolhido pelo usuário. Esta abordagem é uma abordagem mista, pois usa técnicas de compactação de dados tanto com perda quanto sem perda. Isto quer dizer que conseguimos um método que alia as vantagens da alta compressão, sem introduzir distorções indesejáveis nos dados. Mostramos como a massa de dados utilizada nos nossos estudos é obtida e a sua importância na prospecção de depósitos de hidrocarbonetos. É apresentado um levantamento bibliográfico com técnicas de compressão aplicadas a dados sísmicos tipicamente utilizadas em aplicações comerciais. Por fim, apresentamos os resultados da compressão utilizando o método em conjuntos de dados sísmicos reais. Para 1% de erro, os arquivos de dados sísmicos compactados passaram a ter algo próximo a 25% de seus tamanhos originais, o que representa um fator de compressão de aproximadamente 4 / This work presents a new compression method with controlled loss of data, which has the advantage of having a significant compression ratio without introducing to the data a loss higher than a parameter chosen by the user. This approach is a mixed approach, as it uses lossy and lossless data compression techniques. This means that we have achieved a method that combines the advantages of high compression without introducing undesirable distortions in the data. We show how the mass of data used in our studies is obtained and its importance in the exploration of hydrocarbon deposits. A literature review is presented with compression techniques applied to seismic data typically used in commercial applications. Finally, we present the results of compression using the method on real seismic data sets. For 1% error, the archives of seismic data now have close to 25% of their original size, which represents a compression factor of about 4

Neste trabalho apresentamos um novo método de compressão, com perda controlada de dados, que tem a vantagem de ter uma taxa significativa de compressão sem introduzir nenhuma perda superior a um parâmetro escolhido pelo usuário. Esta abordagem é uma abordagem mista, pois usa técnicas de compactação de dados tanto com perda quanto sem perda. Isto quer dizer que conseguimos um método que alia as vantagens da alta compressão, sem introduzir distorções indesejáveis nos dados. Mostramos como a massa de dados utilizada nos nossos estudos é obtida e a sua importância na prospecção de depósitos de hidrocarbonetos. É apresentado um levantamento bibliográfico com técnicas de compressão aplicadas a dados sísmicos tipicamente utilizadas em aplicações comerciais. Por fim, apresentamos os resultados da compressão utilizando o método em conjuntos de dados sísmicos reais. Para 1% de erro, os arquivos de dados sísmicos compactados passaram a ter algo próximo a 25% de seus tamanhos originais, o que representa um fator de compressão de aproximadamente 4 / This work presents a new compression method with controlled loss of data, which has the advantage of having a significant compression ratio without introducing to the data a loss higher than a parameter chosen by the user. This approach is a mixed approach, as it uses lossy and lossless data compression techniques. This means that we have achieved a method that combines the advantages of high compression without introducing undesirable distortions in the data. We show how the mass of data used in our studies is obtained and its importance in the exploration of hydrocarbon deposits. A literature review is presented with compression techniques applied to seismic data typically used in commercial applications. Finally, we present the results of compression using the method on real seismic data sets. For 1% error, the archives of seismic data now have close to 25% of their original size, which represents a compression factor of about 4

Information security is being considered of great importance to the private and governamental institutions. For this reason, we opted to conduct a study of security in this dissertation. We started with an introduction to the information theory, and then we proposed a new kind of Perfect Secrecy cryptographic and finally made a study of steganography in an image sequence, in which we suggest a more aggressive steganography in coefficients of the discrete cosine transform. / A segurança da informação vem sendo considerada de grande importância para as instituições privadas e governamentais. Por este motivo, optamos em realizar um estudo sobre segurança nesta dissertação. Iniciamos com uma introdução à teoria da informação, partimos para métodos de criptografia onde propomos um novo tipo de Segredo Perfeito e finalmente fazemos um estudo de esteganografia em uma sequência de imagens, onde propomos uma esteganografia mais agressiva nos coeficientes da transformada discreta de cosseno.

Orientadores: Rodolfo Jardim de Azevedo, Paulo César Centoducatte / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-17T03:13:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ecco_LeonardoLuiz_M.pdf: 1421385 bytes, checksum: f67461dbfc9c1fb6597942f22c234b0a (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Processadores RISC podem ser usados para atender a crescente demanda por desempenho requerida por sistemas embarcados. Entretanto, essas arquiteturas têm como desvantagem uma densidade de código ruim. Recodificações do conjunto de instruções, como o MIPS16 e o Thumb, representam uma abordagem eficiente para lidar com esse problema. Esse trabalho propõe uma codificação alternativa para a arquitetura SPARCv8. A nova codificação, chamada SPARC16, foi projetada com a ajuda de um modelo de programação linear inteira. As novas instruções utilizam 16 bits para serem codificadas e são facilmente traduzidas para suas correspondentes no conjunto de instruções original em tempo de execução, tornando possível posicionar um descompressor antes do estágio de decode de um processador SPARC e usar o restante do pipeline de forma transparente. O descompressor foi projetado e integrado no processador Leon 3 (SPARCv8) e ocasionou um acréscimo de 24% na área e nenhuma penalização na freqüência. Apenas um montador foi implementado para a extensão SPARC16. O descompressor foi validado através de programas que exercitam todas as instruções SPARC16 escritos diretamente em linguagem de montagem. As razões de compressão dos programas dos benchmarks Mediabench e Mibench foram obtidas inferindo como código SPARCv8 seria representado com instruções SPARC16. Através desse método, razões de compressão de até 58% foram atingidas (para o programa cjpeg) com uma média de 61.27% para os programas do Mediabench e 60.77% para os programas do Mibench. Utilizando a mesma abordagem, uma avaliação da mudança trazida pelo uso de SPARC16 nos padrões de acesso à cachê de instruções foi feita e mostrou reduções no número de misses até superiores a 50% / Abstract: RISC processors can be used to face the ever increasing demand for performance required by embedded systems. Nevertheless, these architectures have as drawback a poor code density. Alternate encodings for instruction sets, such as MIPS16 and Thumb, represent an effective approach to deal with this problem. This work proposes an alternate encoding for the SPARCv8 architecture. The new encoding, called SPARC16, was designed with the aid of an integer linear programming model. The new instructions are 16-bits wide and are easily translated to its 32-bit counterparts during execution time, making it possible to place a decompressor engine before the decode stage of a SPARC processor and use the remaining of the pipeline transparently. The decompressor engine was designed and integrated into the Leon 3 processor (SPARCv8) and caused an increase of 24% in area and no timing overhead. Only an assembler was implemented for the SPARC16 extension. The decompressor engine was validated using programs that cover all the SPARC16 instructions written directly in assembly language. The compression ratios for the programs belonging to the Mediabench and Mibench benchmarks were obtained inferring how SPARCv8 code would be represented with SPARC16 instructions. Through this method, compression ratios as low as 58% were achieved (for the cjpeg program) with an average of 61.27% for the Mediabench programs and 60.77% for the Mibench programs. Using the same approach, an evaluation of the change brought by the use of SPARC16 in the instruction cache access patterns was performed and showed reductions in the number of misses even greater than 50% / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação

Orientadores: Max Henrique Machado Costa, Leonardo de Souza Mendes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-08T14:35:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Testoni_Vanessa_M.pdf: 4002014 bytes, checksum: 340fce287ea15c5d681c3f317544e1ab (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: As pesquisas na área de codificação de vídeo buscam técnicas que alcancem taxas de compressão cada vez mais altas. O aumento da compressão é obtido ao custo do aumento da complexidade dos algoritmos de codificação, que é suportado pelo também constante aumento da capacidade dos processadores. Entretanto, em alguns cenários de codificação e transmissão de vídeo, a utilização destes processadores de alta capacidade não é possível ou desejada. Isso exige o desenvolvimento de codificadores de vídeo focados na obtenção de tempos de processamento reduzido e na utilização de poucos recursos computacionais, tais como o sistema de codificação apresentado neste trabalho. Para o desenvolvimento deste sistema foi utilizada a transformada de Hadamard tridimensional implementada de forma otimizada e um codificador adaptativo de Golomb por planos de bits que acrescenta ao sistema a desejável característica de ser progressivo. A implementação do sistema é adaptada para realizar somente operações matemáticas rápidas e alocar pouca memória computacional. Mesmo com a utilização destas técnicas focadas em rapidez, foram obtidos bons resultados experimentais em termos da razão de sinal de pico por ruído em função da taxa de bits por pixel / Abstract: The research on video coding systems has always been looking for techniques that can reach the highest possible compression rate. This compression rate increase is generally achieved by means of increased coding complexity, which is supported by the continuous increase verified in computational power. However, in some video coding and transmission situations, the use of high capacity processors is not possible or desirable. These situations require the development of video coders focused on the achievement of reduced execution times and on the requirement of few computational resources, just as the video coding system proposed in this dissertation. The proposed system uses three dimensional Hadamard transforms, implemented in an efficient way, and adaptive entropy coding with Golomb codes applied to bit planes, whichs adds to the system the desirable characteristic of being progressive. The computational system implementation is designed to perform only fast mathematical operations and to require small computational memory. Even with the use of these constrained techniques, good experimental results, in terms of peak signal to noise ratio (PSNR) versus pixel bit-rate were achieved. / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica