Cybernetics And Systems Analysis logo
Інформація редакції Аннотації статей Автори Архів
Кібернетика і Системний Аналіз
Міжнародний Науково-Теоретичний Журнал
Том 56 >>> № 2 БЕРЕЗЕНЬ — КВІТЕНЬ 2020
УДК 681.391, 519.725
Л.О. Гнатів

ЦІЛОЧИСЛОВІ МОДИФІКОВАНІ СИНУСНІ ПЕРЕТВОРЕННЯ. МЕТОД
ПОБУДОВИ І РОЗДІЛЬНІ НАПРАВЛЕНІ АДАПТИВНІ ПЕРЕТВОРЕННЯ
ДЛЯ INTRA-ПРОГНОЗУВАННЯ В КОДУВАННІ ЗОБРАЖЕНЬ/ВІДЕО

Анотація. Запропоновано матричний метод побудови цілочислового модифікованого синусного перетворення типу VII порядку 8, на основі якого побудовано два цілочислові перетворення і розроблено алгоритми швидкого виконання 8-точкових цілочислових модифікованих синусних перетворень типу VII, які потребують тільки цілочислових операцій. Алгоритми мають низьку обчислювальну складність, яка в 4,5 і 10,9 рази менша порівняно з відомим алгоритмом. Перетворення мають більш високі характеристики ефективності кодування за якістю і ступенем стиснення порівняно з відомими синусними перетвореннями. Розроблено алгоритми швидкого виконання 2D 8-точкових роздільних направлених цілочислових косинусного і модифікованих синусних адаптивних перетворень для intra-прогнозування низької обчислювальної складності, яка в 4,62 і 8,24 рази менша порівняно з відомими алгоритмами.

Ключові слова: дискретне косинусне перетворення, дискретне синусне перетворення, цілочислове косинусне перетворення, цілочислове синусне перетворення, цілочислове модифіковане синусне перетворення, роздільне направлене адаптивне перетворення, модозалежне направлене перетворення, швидке виконання перетворення, масштабоване перетворення, intra-прогнозування, відеокодування, H.265.



ПОВНИЙ ТЕКСТ

Гнатів Лев Олексійович,
кандидат техн. наук, старший науковий співробітник Інституту кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України, Київ,  levhnativ@gmail.com


СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

  1. Jain A.K. A sinusoidal family of unitary transforms. IEEE Trans. Patt. Anal. and Mach. Intell. 1979. Vol. 1, N 4. P. 356–365.

  2. Wang Z., Hunt B.R. The discrete W transform. Appl. Math. and Comput. 1985. Vol. 16, Iss. 1. P. 19–48.

  3. Wang Z. Fast algorithms for the discrete W transform and for the discrete Fourier transform. IEEE Trans. Acoust., Speeh, Signal Process. 1984. Vol. 32, N 8. P. 803–816.

  4. Britanak V., Rao K.R., Yip P. Discrete cosine and sine transforms: general properties, fast algorithms and integer approximations. Oxford: Academic Press Elsevier, 2007. 368 p.

  5. Chivukula R.K., Reznik Y.A. Fast computing of discrete cosine and sine transforms of types VI and VII. Proc. SPIE Appl. Digital Image Processing XXXIV Conf. (22–24 August 2011, San Diego, California, USA). San Diego, 2011. Vol. 8135. P 813505–813509.

  6. Clarke R.J. Transform coding of images. London: Academic Press,1985. 429 p.

  7. Clarke R.J. Performance of Karhunen–Loeve and discrete cosine transform for data having widely varying values of intersample correlation coefficient. Electron. Lett. 1983. Vol. 19, Iss. 7. P. 251–253.

  8. Kekre H.B., Solanki J.K. Comparative performance of various trigonometric unitary transforms for transform image coding. Int. J. Electronics. 1978. Vol. 44, Iss. 3. P. 305–315.

  9. Clarke R.J. Application of sine transform in image processing. Electron. Lett. 1983. Vol. 19, Iss. 13. P. 490–491.

  10. Jain A.K., Famelle P.M., Algazi V.R. Image data compression. In: Digital Image Processing Technigues. Ekstrom M.P. (ed.). New York: Academic Press, 1984. P. 188–226.

  11. Сэломон Д. Сжатие данных, изображений и звука. Москва: Техносфера, 2004. 368 с.

  12. Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений. Москва: Техносфера, 2005. 1072 с.

  13. Джаин А.К. Сжатие видеоданных: Обзор ТИИЭР. 1981. Т.69, № 3. С. 71–117.

  14. Han J., Saxena A., Rose K. Towards jointly optimal spatial prediction and adaptive transform in video/image coding. Proc. IEEE Int. Conf. Acoust., Speech, Signal Process (ICASSP). (14–19 March 2010, Dallas, TX, USA). Dallas, 2010. P. 726–729.

  15. Гнатів Л.О. Метод побудови швидких цілочисельних синусних перетворень для кодування зображень та intra-прогнозування у відеокодуванні. Тези доп. міжн. наук. конф. «Сучасна інформатика: проблеми, досягнення та перспективи розвитку» (12–13 вересня, Україна, Київ). Київ, 2013. С. 261–263.

  16. Clarke R.J. Relation between the Karhunen-Loeve and cosine transforms. IEEE Proc. F (Commun., Radar & Signal Process.). 1981. Vol. 128, Pt F, N 6. P. 359–360.

  17. Clarke R.J. Relation between the Karhunen–Loeve and sine transforms. Electron. Lett. 1984. Vol. 20, Iss. 1. P. 12–13.

  18. Jain A.K. Image coding via nearest neighbors image model. IEEE Trans. on Commun. 1975. Vol. 23, N 3. P. 318-321.

  19. Ye Y., Karczewicz M. Improved intra coding. ITU-T Q.6/SG16 VCEG, VCEG-AG11. Shenzhen, China, 2007.

  20. McCann K., Bross B., Sekiguchi S., Han W.-J. HM4: High Efficiency Video Coding (HEVC) Test Model 4 Encoder Description. ITU-T, doc. JCTVC-F802, Torino, IT, July, 2011.

  21. ITU-T Rec. H.265|ISO/IEC 23008-2: 2013. Information technology — High efficiency coding and media delivery in heterogeneous environments — Part 2: High efficiency Video Coding, 2013.

  22. ITU-T Rec. H.264|ISO/IEC 14496-10: 2009. Information technology — Coding of audio-visual objects-Part 10: Advanced Video Coding, 2009.

  23. Yeo C., Tan Y.H., Li Z., Rahardia S. Mode-dependent fast separable KLT for block based intra coding. Doc. JCTVC-B024, Geneva, CH, July 2010.

  24. An J., Zhao X., Guo X., Lei S. Non-CE 7: Boundary-dependent transform for inter-predicted residue. ITU-T, doc. JCTVC-G281, Geneva, CH., Nov. 2011.

  25. Saxena A., Fernandes F. CE 7: Mode-dependent DCT/DST without full matrix multiplication for intra prediction. ITU-T, doc. JCTVC-E125, Geneva, Switzerland, Mar. 2011.

  26. Yueh W.C. Eigenvalues of several tridiagonal matrices. Appl. Mathematics E-Notes. 2005. Vol. 5. P. 66–74.

  27. Шевчук Б.М., Задірака В.К., Гнатів Л.О., Фраєр С.В. Технологія багатофункціональної обробки і передачі інформації в моніторингових мережах. Київ: Наук. думка, 2010. 375 с.

  28. Гнатів Л.О., Луц В.К. Метод побудови моде-залежного швидкого роздільного цілочисельного ПКЛ для адаптивного кодування зображень і відео. Пр. міжн. конф. «Питання оптимізації обчислень (ПОО-2013)» (вересень 2013, Україна, Крим, Велика Ялта, смт. Кацивелі). Кацивелі, 2013. С. 68–69.

  29. Гнатів Л.О., Луц В.К. Алгоритми швидкого виконання 4-точкових цілочислових синусних перетворень типу VII без множення і роздільні направлені адаптивні перетворення для intra- прогнозування в кодуванні зображень/відео. Кибернетика и системный анализ. 2020. Т. 56, № 1. C. 186–199.

  30. Гнатив Л.А. Целочисленные косинусные преобразования для высокоэффективного кодирования изображений и видео. Кибернетика и системный анализ. 2016. T. 52, № 5. С. 161–176

  31. Fuldseth A., Bjntegaard G., Sadafale M., Sze V. CE10: Core transform design for HEVC. ITU-T, doc. JCTVC-G495. Geneva, CH, Nov. 2011.

  32. Joshi R., Reznik Y., Sole J.K., Karczewicz M. CE-10: Scaled orthogonal integer transforms supporting recursive factorization structure. ITU-T, doc. JCTVC-F352. Torino, IT, July, 2011.

  33. Гнатив Л.А. Целочисленные косинусные преобразования: методы построения новых быстрых преобразований порядка 8, 16 и их применение. Кибернетика и системный анализ. 2014. Т. 50, № 6. C. 104–121.
Інформація редакції Аннотації статей Автори Архів
Журнал Тематичні Розділи Редакція Редакційна колегія Приклади документів Передплата Контакти
© 2020 Kibernetika.org. All rights reserved.