Спосіб стиснення відеоданих без втрат на основі методу одномірного поліадичного кодування

Реферат: Спосіб стиснення відеоданих без втрат на основі методу одномірного поліадичного кодування, при якому формується інтегрований код на базі згортки вихідних елементів з ваговими коефіцієнтами для стовбців масиву відеоданих, які розглядаються як числа з обмеженими та нерівномірними значеннями підстав. UA 75322 U (12) UA 75322 U UA 75322 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Запропонована корисна модель належить до галузі телекомунікаційних технологій і може бути використана в сучасних інформаційно-телекомунікаційних системах та мережах з метою зменшення сумарного часу на обробку та передачу відеоінформації без втрати їх якості при відновленні за рахунок скорочення комбінаторної надлишковості. Відомий спосіб стиснення відеоданих без втрат на основі стандарту JPEG (Lossless JPEG) [1-3], який побудовано без використання дискретного косинусного перетворення на основі лінійного пророкування значення піксела по трьох найближчих пікселах (верхньому, лівому та верхньому лівому). Для стиснення різниці між істинним і пророкованим значенням піксела використовують ентропійне кодування на основі коду Хаффмана. Недоліком цього способу є те, що коефіцієнт стиснення для фотографічних зображень рідко достягає значення 2. Найбільш близьким до запропонованого технічним рішенням, вибраним як прототип, є спосіб стиснення відеоданих без втрат їх якості при відновленні на основі кодування довжин серій RLE [1-3], який оперує серіями даних, тобто послідовностями, в яких один і той же елемент зустрічається декілька разів поряд. При кодуванні елементів зображень послідовність точок однакового кольору замінюється послідовністю, яка містить сам колір, що повторюється, та кількість його повторів. Спосіб RLE усуває структурну надмірність зображень. Недоліком способу-прототипу є те, що для сильнонасичених зображень або зображень з плавною зміною кольору замість стиснення первинного об'єму навпаки збільшується розмір представлення зображення. В основу корисної моделі поставлена задача створити спосіб стиснення відеоданих без втрат на основі методу одномірного поліадичного кодування, який на основі виконання простих математичних операцій не вносить спотворення у відновлену інформаційну структуру за рахунок скорочення надлишковості нестатистичної природи та забезпечить досягнення більшого ступеня стиснення графічних даних без втрат у реальному часі. Поставлена задача вирішується за рахунок побудови одномірних поліадичних кодових конструкцій. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі полягає в скороченні сумарного часу на обробку та передачу відеоінформації без втрати її якості при відновленні в сучасних інформаційно-телекомунікаційних системах та мережах за рахунок скорочення надлишковості зображень нестатистичної природи на основі виконання простих математичних операцій та підвищення ступеня стиску зображень на 17 % порівняно з альтернативними рішеннями. На фіг. 1 приведена структурна схема пристрою, що реалізує спосіб стиснення відеоданих без втрат на основі методу одномірного поліадичного кодування. Суть запропонованого способу стиснення відеоданих без втрат на основі методу одномірного поліадичного кодування полягає у наступному. Вихідне зображення структурується на окремі двовимірні масиви розмірністю mn елементів. Кодування одномірних поліадичних конструкцій здійснюється за рахунок формування інтегрованого коду на базі згортки вихідних елементів з ваговими коефіцієнтами для стовбців масиву відеоданих, які розглядаються як числа з обмеженими та нерівномірними значеннями підстав. Кодування та декодування поліадичних конструкцій задається відповідно наступними виразами: Nj  m  aij Vi , Vi  Nj Nj i 1 aij  [ 45 50 m Vi ][  rk , k  i 1 ]  ri , Vi  ri - значення інформаційної частини поліадичного коду, отриманого в результаті де N j обробки j-го стовпця масиву відеоданих; j - номер стовпця масиву відеоданих; i - номер рядка масиву відеоданих; m, n - відповідно кількість рядків і стовпців у масиві відеоданих; a ij - і-й елемент j -гo стовпця початкового масиву відеоданих; Vi - ваговий коефіцієнт для елементів і-го рядку масиву відеоданих; r i - максимальний елемент і -го рядку початкового масиву відеоданих збільшений на 1: ri  max a ij  1 .   i 1 UA 75322 U 5 10 15 20 25 30 В процесі побудови поліадичних кодових конструкцій формуються кодові комбінації двох типів: інформаційна складова, яка містить значення кодів-номерів, і службова складова, яка містить значення максимальних елементів по рядках окремих двовимірних масивів початкового зображення. Інформаційна складова несе відомості про повідомлення, що обробляються, а службова складова є допоміжною для проведення взаємно однозначного прямого і зворотного стискаючого перетворення. Запропонований спосіб може бути реалізований за допомогою пристрою, структурна схема якого наведена на кресленні Пристрій містить наступні елементи: блок структурування початкового зображення, блок порівняння на максимум, регістр попереднього максимуму, блок формування вектора службових даних, блок формування вагових коефіцієнтів, блок множення, блок формування інформаційної частини кодограми, блок формування кодограм поліадичного кодування. Робота запропонованого способу на основі пристрою полягає в наступному. На вхід блока структурування початкового зображення на окремі двовимірні масиви подається оцифроване зображення, яке структурується на окремі двовимірні масиви, розмірністю mn елементів. Поточне значення елемента сформованого масиву зображення надходить на блок порівняння на максимум. У блоці порівняння на максимум визначається максимальній елемент з потокового та того, що зберігається в регістрі попереднього максимуму. У регістрі попереднього максимуму зберігається максимум, одержаний на попередньому етапі порівняння. Результат порівняння записується в регістр і в блок формування вектора службових даних. У блоці формування вектора службових даних значення максимуму в рядку збільшується на 1. Після обчислення максимумів у всіх рядках двовимірного масиву в блоці формування вагових коефіцієнтів обчислюються вагові коефіцієнти елементів поліадичного числа. У блоці множення проводиться множення поточного елемента стовпця на відповідне значення вагового коефіцієнта. У блоці формування інформаційної части кодограми здійснюється складання результату, який надходить з блока множення, і попереднього значення коду-номера та формування інформаційної частини. На основі інформаційної частини та вектора службових даних у останньому блоці формується кодограма поліадичного коду. Джерела інформації: 1. Ватолин Д. Методы сжатия данных. Устройство архиваторов, сжатие изображений и видео / Д. Ватолин, А. Ратушняк, М. Смирнов, В. Юкин. - М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2002.-384 с. 2. Сэломон Д. Сжатие данных, изображений и звука. - М.: Техносфера, 2006.-386 с. 3. Гонсалес Р. Цифровая обработка изображений / Р. Гонсалес, Р. Вудс. -М.: Техносфера, 2005.-1073 с. 35 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 Спосіб стиснення відеоданих без втрат на основі методу одномірного поліадичного кодування, який відрізняється тим, що формується інтегрований код на базі згортки вихідних елементів з ваговими коефіцієнтами для стовбців масиву відеоданих, які розглядаються як числа з обмеженими та нерівномірними значеннями підстав. 2 UA 75322 U Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3