ITC/USA 2007 Conference Proceedings / The Forty-Third Annual International Telemetering Conference and Technical Exhibition / October 22-25, 2007 / Riviera Hotel & Convention Center, Las Vegas, Nevada / Real-time transmission of airborne images to a ground station is highly desirable in many telemetering applications. Such transmission is often through an error prone, time varying wireless channel, possibly under jamming conditions. Hence, a fast, efficient, scalable, and error resilient image compression scheme is vital to realize the full potential of airborne reconnaisance. JPEG2000, the current international standard for image compression, offers most of these features. However, the computational complexity of JPEG2000 limits its use in some applications. Thus, we present a scalable low complexity coder (SLCC) that possesses many desirable features of JPEG2000, yet having high throughput.

ITC/USA 2008 Conference Proceedings / The Forty-Fourth Annual International Telemetering Conference and Technical Exhibition / October 27-30, 2008 / Town and Country Resort & Convention Center, San Diego, California / In this work, a scalable perceptual JPEG2000 encoder that exploits properties of the human visual system (HVS) is presented. The algorithm modifies the final three stages of a conventional JPEG2000 encoder. In the first stage, the quantization step size for each subband is chosen to be the inverse of the contrast sensitivity function (CSF). In bit-plane coding, two masking effects are considered during distortion calculation. In the final bitstream formation step, quality layers are formed corresponding to desired perceptual distortion thresholds. This modified encoder exhibits superior visual performance for remote sensing images compared to conventional JPEG2000 encoders. Additionally, it is completely JPEG2000 Part-1 compliant, and therefore can be decoded by any JPEG2000 decoder.

A codificação de vídeo é um problema cuja solução deve ser projetada de acordo com as necessidades da aplicação desejada. Neste trabalho, um método de compressão de vídeo com escalabilidade é apresentado, apresentando melhorias dos formatos de compressão atuais. A escalabilidade corresponde a capacidade de extrair do bitstream completo, conjuntos eficientes de bits que são decodificados oferecendo imagens ou vídeos decodificados com uma variação (escala) segundo uma dada característica da imagem ou vídeo. O número de conjuntos que podem ser extraídos do bitstream completo definem a granularidade da escalabilidade fornecida, que pode ser muito fina ou com passos grossos. Muitas das técnicas de codificação escalável utilizam uma camada base que deve ser sempre decodificada e uma ou mais camadas superiores que permitem uma melhoria em termos de qualidade (SNR), resolução espacial e/ou resolução temporal. O esquema de codificação escalável final presente na norma MPEG-4 é uma das técnicas mais promissoras, pois pode adaptar-se às características dos canais (Internet) ou terminais que apresentam um comportamento variável ou desconhecido, como velocidade maxima de acesso, variações de largura de banda, erros de canal, etc. Apesar da norma MPEG-4 FGS se afirmar como uma alternativa viável para aplicações de distribuição de vídeo, possui uma quebra significativa de desempenho em comparação com a codificação não escalável de vídeo (perfil ASP da norma MPEG-4 Visual). Este trabalho tem por objetivo estudar novas ferramentas de codificação de vídeo introduzidas na recente norma H.264/AVC e MPEG-4 Visual, desenvolvendo um modelo que integre a escalabilidade granular presente no MPEG-4 aos avanços na área de codificação presentes no H.264/AVC. Esta estrutura de escalabilidade permite reduzir o custo em termos de eficiência da codificação escalável. Os resultados apresentados dentro de cada capítulo mostram a eficácia do método proposto bem como idéias para melhorias em trabalhos futuros. / Video encoding is a problem whose solution should be designed according to the need of intended application. This work presents a method of video compression with scalability that improves the current compression formats. Scalability represents the extracting capacity of full bitstream, efficient set of bits that are decoded to supply images or decoded videos with a variation according to a given image or video feature. A number of sets that can be extracted from full bitstream defines the supplied scalability granularity, which can be very thin or with thick steps. Most scalable video coding techniques use a base layer which must always be decoded and one or more higher layers which allow improvements in terms of quality (also known as SNR), frame/sampling rate or spatial resolution (for images and video). The MPEG-4 Fine Granularity Scalable (FGS) video coding scheme is one of the most promising techniques, because it can adapt itself to the features of channels (Internet) or terminals that present an unpredictable or unknown behavior, as maximum speed of access, variations of the bandwidth, channel errors, etc. Although the MPEG-4 FGS standard is a feasible solution for video streaming applications, it shows a significant loss of performance in comparison with non-scalable video coding, in particular the rather efficient Advanced Simple Profile defined in MPEG-4 Visual Standard. This work aims at studying new tools of video encoding introduced by the recent H.264/AVC norm and Visual MPEG-4, developing a model that integrates the granular scalability present in MPEG-4 to the coding improvements present in H.264/AVC. This new scalability structure allows cost reduction in terms of efficiency of the scalable coding. The results presented in each chapter show the effectiveness of the proposed method as well as ideas for improvements in future work.

A codificação de vídeo é um problema cuja solução deve ser projetada de acordo com as necessidades da aplicação desejada. Neste trabalho, um método de compressão de vídeo com escalabilidade é apresentado, apresentando melhorias dos formatos de compressão atuais. A escalabilidade corresponde a capacidade de extrair do bitstream completo, conjuntos eficientes de bits que são decodificados oferecendo imagens ou vídeos decodificados com uma variação (escala) segundo uma dada característica da imagem ou vídeo. O número de conjuntos que podem ser extraídos do bitstream completo definem a granularidade da escalabilidade fornecida, que pode ser muito fina ou com passos grossos. Muitas das técnicas de codificação escalável utilizam uma camada base que deve ser sempre decodificada e uma ou mais camadas superiores que permitem uma melhoria em termos de qualidade (SNR), resolução espacial e/ou resolução temporal. O esquema de codificação escalável final presente na norma MPEG-4 é uma das técnicas mais promissoras, pois pode adaptar-se às características dos canais (Internet) ou terminais que apresentam um comportamento variável ou desconhecido, como velocidade maxima de acesso, variações de largura de banda, erros de canal, etc. Apesar da norma MPEG-4 FGS se afirmar como uma alternativa viável para aplicações de distribuição de vídeo, possui uma quebra significativa de desempenho em comparação com a codificação não escalável de vídeo (perfil ASP da norma MPEG-4 Visual). Este trabalho tem por objetivo estudar novas ferramentas de codificação de vídeo introduzidas na recente norma H.264/AVC e MPEG-4 Visual, desenvolvendo um modelo que integre a escalabilidade granular presente no MPEG-4 aos avanços na área de codificação presentes no H.264/AVC. Esta estrutura de escalabilidade permite reduzir o custo em termos de eficiência da codificação escalável. Os resultados apresentados dentro de cada capítulo mostram a eficácia do método proposto bem como idéias para melhorias em trabalhos futuros. / Video encoding is a problem whose solution should be designed according to the need of intended application. This work presents a method of video compression with scalability that improves the current compression formats. Scalability represents the extracting capacity of full bitstream, efficient set of bits that are decoded to supply images or decoded videos with a variation according to a given image or video feature. A number of sets that can be extracted from full bitstream defines the supplied scalability granularity, which can be very thin or with thick steps. Most scalable video coding techniques use a base layer which must always be decoded and one or more higher layers which allow improvements in terms of quality (also known as SNR), frame/sampling rate or spatial resolution (for images and video). The MPEG-4 Fine Granularity Scalable (FGS) video coding scheme is one of the most promising techniques, because it can adapt itself to the features of channels (Internet) or terminals that present an unpredictable or unknown behavior, as maximum speed of access, variations of the bandwidth, channel errors, etc. Although the MPEG-4 FGS standard is a feasible solution for video streaming applications, it shows a significant loss of performance in comparison with non-scalable video coding, in particular the rather efficient Advanced Simple Profile defined in MPEG-4 Visual Standard. This work aims at studying new tools of video encoding introduced by the recent H.264/AVC norm and Visual MPEG-4, developing a model that integrates the granular scalability present in MPEG-4 to the coding improvements present in H.264/AVC. This new scalability structure allows cost reduction in terms of efficiency of the scalable coding. The results presented in each chapter show the effectiveness of the proposed method as well as ideas for improvements in future work.

A codificação de vídeo é um problema cuja solução deve ser projetada de acordo com as necessidades da aplicação desejada. Neste trabalho, um método de compressão de vídeo com escalabilidade é apresentado, apresentando melhorias dos formatos de compressão atuais. A escalabilidade corresponde a capacidade de extrair do bitstream completo, conjuntos eficientes de bits que são decodificados oferecendo imagens ou vídeos decodificados com uma variação (escala) segundo uma dada característica da imagem ou vídeo. O número de conjuntos que podem ser extraídos do bitstream completo definem a granularidade da escalabilidade fornecida, que pode ser muito fina ou com passos grossos. Muitas das técnicas de codificação escalável utilizam uma camada base que deve ser sempre decodificada e uma ou mais camadas superiores que permitem uma melhoria em termos de qualidade (SNR), resolução espacial e/ou resolução temporal. O esquema de codificação escalável final presente na norma MPEG-4 é uma das técnicas mais promissoras, pois pode adaptar-se às características dos canais (Internet) ou terminais que apresentam um comportamento variável ou desconhecido, como velocidade maxima de acesso, variações de largura de banda, erros de canal, etc. Apesar da norma MPEG-4 FGS se afirmar como uma alternativa viável para aplicações de distribuição de vídeo, possui uma quebra significativa de desempenho em comparação com a codificação não escalável de vídeo (perfil ASP da norma MPEG-4 Visual). Este trabalho tem por objetivo estudar novas ferramentas de codificação de vídeo introduzidas na recente norma H.264/AVC e MPEG-4 Visual, desenvolvendo um modelo que integre a escalabilidade granular presente no MPEG-4 aos avanços na área de codificação presentes no H.264/AVC. Esta estrutura de escalabilidade permite reduzir o custo em termos de eficiência da codificação escalável. Os resultados apresentados dentro de cada capítulo mostram a eficácia do método proposto bem como idéias para melhorias em trabalhos futuros. / Video encoding is a problem whose solution should be designed according to the need of intended application. This work presents a method of video compression with scalability that improves the current compression formats. Scalability represents the extracting capacity of full bitstream, efficient set of bits that are decoded to supply images or decoded videos with a variation according to a given image or video feature. A number of sets that can be extracted from full bitstream defines the supplied scalability granularity, which can be very thin or with thick steps. Most scalable video coding techniques use a base layer which must always be decoded and one or more higher layers which allow improvements in terms of quality (also known as SNR), frame/sampling rate or spatial resolution (for images and video). The MPEG-4 Fine Granularity Scalable (FGS) video coding scheme is one of the most promising techniques, because it can adapt itself to the features of channels (Internet) or terminals that present an unpredictable or unknown behavior, as maximum speed of access, variations of the bandwidth, channel errors, etc. Although the MPEG-4 FGS standard is a feasible solution for video streaming applications, it shows a significant loss of performance in comparison with non-scalable video coding, in particular the rather efficient Advanced Simple Profile defined in MPEG-4 Visual Standard. This work aims at studying new tools of video encoding introduced by the recent H.264/AVC norm and Visual MPEG-4, developing a model that integrates the granular scalability present in MPEG-4 to the coding improvements present in H.264/AVC. This new scalability structure allows cost reduction in terms of efficiency of the scalable coding. The results presented in each chapter show the effectiveness of the proposed method as well as ideas for improvements in future work.