Aquesta recerca està centrada en l'escalabilitat qualitativa de l'estàndard de compressió d'imatges JPEG2000. L'escalabilitat qualitativa és una característica fonamental que permet el truncament de la tira de bits a diferents punts sense penalitzar la qualitat de la imatge recuperada. L'escalabilitat qualitativa és també fonamental en transmissions d'imatges interactives, ja que permet la transmissió de finestres d'interès a diferents qualitats. El JPEG2000 aconsegueix escalabilitat qualitativa a partir del mètode de control de factor de compressió utilitzat en el procés de compressió, que empotra capes de qualitat a la tira de bits. En alguns escenaris, aquesta arquitectura pot causar dos problemàtiques: per una banda, quan el procés de codificació acaba, el número i distribució de les capes de qualitat és permanent, causant una manca d'escalabilitat qualitativa a tires de bits amb una o poques capes de qualitat. Per altra banda, el mètode de control de factor de compressió construeix capes de qualitat considerant la optimització de la raó distorsió per l'àrea completa de la imatge, i això pot provocar que la distribució de les capes de qualitat per la transmissió de finestres d'interès no sigui adequada. Aquesta tesis introdueix tres mètodes de control de factor de compressió que proveeixen escalabilitat qualitativa per finestres d'interès, o per tota l'àrea de la imatge, encara que la tira de bits contingui una o poques capes de qualitat. El primer mètode està basat en una simple estratègia d'entrellaçat (CPI) que modela la raó distorsió a partir d'una aproximació clàssica. Un anàlisis acurat del CPI motiva el segon mètode, basat en un ordre d'escaneig invers i una concatenació de passades de codificació (ROC). El tercer mètode es beneficia dels models de raó distorsió del CPI i ROC, desenvolupant una novedosa aproximació basada en la caracterització de la raó distorsió dels blocs de codificació dins una subbanda (CoRD). Els resultats experimentals suggereixen que tant el CPI com el ROC són capaços de proporcionar escalabilitat qualitativa a tires de bits, encara que continguin una o poques capes de qualitat, aconseguint un rendiment de codificació pràcticament equivalent a l'obtingut amb l'ús de capes de qualitat. Tot i això, els resultats del CPI no estan ben balancejats per les diferents raons de compressió i el ROC presenta irregularitats segons el corpus d'imatges. CoRD millora els resultats de CPI i ROC i aconsegueix un rendiment ben balancejat. A més, CoRD obté un rendiment de compressió una mica millor que l'aconseguit amb l'ús de capes de qualitat. La complexitat computacional del CPI, ROC i CoRD és, a la pràctica, negligible, fent-los adequats per el seu ús en transmissions interactives d'imatges. / This work is focused on the quality scalability of the JPEG2000 image compression standard. Quality scalability is an important feature that allows the truncation of the code-stream at different bit-rates without penalizing the coding performance. Quality scalability is also fundamental in interactive image transmissions to allow the delivery of Windows of Interest (WOI) at increasing qualities. JPEG2000 achieves quality scalability through the rate control method used in the encoding process, which embeds quality layers to the code-stream. In some scenarios, this architecture might raise two drawbacks: on the one hand, when the coding process finishes, the number and bit-rates of quality layers are fixed, causing a lack of quality scalability to code-streams encoded with a single or few quality layers. On the other hand, the rate control method constructs quality layers considering the rate¬distortion optimization of the complete image, and this might not allocate the quality layers adequately for the delivery of a WOI at increasing qualities. This thesis introduces three rate control methods that supply quality scalability for WOIs, or for the complete image, even if the code-stream contains a single or few quality layers. The first method is based on a simple Coding Passes Interleaving (CPI) that models the rate-distortion through a classical approach. An accurate analysis of CPI motivates the second rate control method, which introduces simple modifications to CPI based on a Reverse subband scanning Order and coding passes Concatenation (ROC). The third method benefits from the rate-distortion models of CPI and ROC, developing an approach based on a novel Characterization of the Rate-Distortion slope (CoRD) that estimates the rate-distortion of the code¬blocks within a subband. Experimental results suggest that CPI and ROC are able to supply quality scalability to code-streams, even if they contain a single or few quality layers, achieving a coding performance almost equivalent to the one obtained with the use of quality layers. However, the results of CPI are unbalanced among bit-rates, and ROC presents an irregular coding performance for some corpus of images. CoRD outperforms CPI and ROC achieving well-balanced and regular results and, in addition, it obtains a slightly better coding performance than the one achieved with the use of quality layers. The computational complexity of CPI, ROC and CoRD is negligible in practice, making them suitable to control interactive image transmissions.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:TDX_UAB/oai:www.tdx.cat:10803/5806 |
| Date | 05 December 2006 |
| Creators | Aulí Llinàs, Francesc |
| Contributors | Serra Sagristà, Joan, Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Telecomunicació i Enginyeria de Sistemes |
| Publisher | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Source Sets | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| Format | application/pdf |
| Source | TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess, ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs. |
Page generated in 0.0027 seconds