Про розробку швидкодіючого спрощеного кодека зображень

Abstract

З метою розробки швидкодіючого спрощеного кодека зображень проведено аналіз впливу відомих алгоритмів компресії зображень та інших параметрів на швидкодію. Обґрунтовано актуальність і доцільність розробки швидкодіючого спрощеного кодека зображень для області Інтернету речей з метою збільшення рівня автономності пристроїв ІоТ, зменшення вартості побудови та поширення інфраструктури ІоТ. Введено коефіцієнт ефективності алгоритмів компресії зображень, що визначається співвідношенням між обчислювальною складністю виконання алгоритмів та їх внеском у кінцевий результат. Запропоновано і обгрунтовано спрощення і зменшення кількості алгоритмів передбачення значень пікселів, оскільки на цьому етапі значну кількість обчислювальних операцій додає процедура порівняння різних алгоритмів передбачення між собою.

Для разработки высокоскоростного упрощенного кодека изображений был проведен анализ влияния известных алгоритмов сжатия изображений и других параметров на производительность. Обоснована актуальность и целесообразность разработки высокоскоростного упрощенного кодека изображений для Интернета вещей для повышения уровня автономности IoT-устройств, удешевления строительства и распространения инфраструктуры IoT. Введен коэффициент эффективности алгоритмов сжатия изображений, который определяется соотношением вычислительной сложности алгоритмов и их вклада в конечный результат. Предложены и обоснованы упрощение и сокращение количества алгоритмов прогнозирования значений пикселей, поскольку на этом этапе значительное количество вычислительных операций добавляет процедура сравнения различных алгоритмов прогнозирования между собой.

In order to develop a high-speed simplified image codec, an analysis of the influence of known image compression algorithms and other parameters on performance was done. The relevance and expediency of developing a high-speed simplified image codec for the Internet of Things in order to increase the level of autonomy of IoT devices, reduce the cost of construction and dissemination of IoT infrastructure were substantiated. The efficiency coefficient of image compression algorithms was introduced, which is determined by the ratio between the computational complexity of the algorithms and their contribution to the final result. Simplification and reduction of the number of algorithms for predicting pixel values were proposed and substantiated, because at this stage a significant number of computational operations is added by the procedure of comparing different prediction algorithms with each other. It is proposed to use only one block integer transformation with fast low complexity algorithms of calculating, which will significantly reduce the complexity of the block transformation stage, including due to the lack of high computational complexity of the algorithm for comparing the quality of block transformations. At the stage of entropy coding, it is also proposed to use simplified algorithms, because the contribution of this stage to the overall result in the general background is quite small, and the computational complexity is high (50 – 70 % of all calculations). A new algorithm for progressive image transfer was proposed - the transfer of a reduced image followed by the transfer of the original image on demand. The considered approaches and algorithms for the development of high-speed simplified image codec can be applied to further development of high-speed simplified video codec.