Метод стиску зображень в телекомунікаційних системах на основі змішаного поліадичного кодування

Abstract

UA: В дисертаційній роботі показано, що в процесі рішення широкого кола прикладних завдань виникає необхідність в обробці та передачі відеоінформації. Ефективність рішення таких задач залежить від своєчасності і достовірності інформації, що доводиться. Проте, на практиці час доведоведення інформації у декілька разів перевищує необхідні значення. Основною причиною часових затримок є з одного боку великі об'єми відеоданих, а з іншого боку обмежені тактико-технічні характеристики інформаційно-телекомунікаційних систем. Один з напрямків рішення даної суперечності полягає у використанні методів компактного представлення зображень без втрати якості. В дисертаційній роботі розроблено методи стиску і відновлення зображень для зниження часу доведення достовірної інформації в умовах обмежень на швидкодію обчислювальних систем та швидкість передачі даних в телекомунікаційних системах. RU: В диссертации приведено решение научной задачи, состоящей в обеспечении снижения суммарного времени на обработку и передачу изображений с заданной мерой достоверности. Требования к обеспечению безопасности функционирования сложных систем приводят к необходимости своевременного обеспечения диспетчерских центров, различных уровней управления, достоверной и наглядной информацией. Поскольку наибольшей информативностью и наглядностью обладают видеоданные, расширяется доля видеоинформационного взаимодействия. Однако видеоданные имеют большие объемы, поэтому не обеспечивается своевременное доведение видеоинформации до оператора. В работе проведена классификация и анализ существующих форматов и методов сжатия использующихся при обработке видеоданных. На основе проведенного анализа были выявлены недостатки существующих методов сжатия и определены пути дальнейшего повышения их эффективности. В диссертационной работе разработаны: 1. Метод сжатия изображений на основе полиадического кодирования массивов цветовых координат и длин серий за счет представления массивов длин серий в смешанном полиадическом пространстве. Это позволяет дополнительно повысить степень сжатия массивов длин серий в результате сокращения комбинаторной избыточности, вызванной снижением количества разрешенных комбинаций, а также упростить аппаратные и программные реализации метода сжатия. 2. Рекуррентное кодирование массивов цветовых координат серий в разностном полиадическом пространстве. Данное кодирование позволяет выделить коррелируемые области массивов цветовых координат и уменьшить количество разрядов на представление служебной информации. 3. Способ упаковки массивов служебных данных в разностном полиадическом пространстве, который учитывает неравномерность динамических диапазонов массивов служебных данных. 4. Метод восстановления изображений без внесения погрешности на основе декодирования смешанных полиадических кодов массивов цветовых координат и длин серий с учетом гибкого выбора начального уровня обработки. Это позволило дополнительно повысить коэффициент сжатия изображений и сократить время доведения информации в телекоммуникационных системах. Созданные методы сжатия и восстановления изображений без потери качества на основе устранения комбинаторной избыточности, доведенные до программно – аппаратных реализаций, позволяют обеспечить коэффициент сжатия в среднем от 2,2 до 67 раз, в зависимости от степени насыщенности изображений мелкими деталями. Рекуррентное смешанное полиадическое кодирование, представленное в виде способов и алгоритмов, позволяет снизить время на обработку относительно постолбцового кодирования в среднем до 15%. Предложенные методы, по сравнению с известными методами, сокращают суммарное время обработки и передачи видеоданных. Для сжатия, передачи и восстановления изображений размером 1024×768 элементов, скорости передачи в канале связи (бит/с) и средней скорости выполнения машинных операций (м.о./с), требуется в сред-нем от 0,19 до 3 секунд в зависимости от класса и характеристик изображения. EN: It is presented in Ph. D. thesis that process of wide range applied tasks solution generates a need of video-information processing and transfer. An efficacy of this tasks solution depends on timeliness and authenticity of the delivering information. However the time of deliver information exceeds necessary data a few times more on practice. The dominant cause of time delay is on the one hand a great amount of the video-data; on the other hand it is limited performance characteristics of information telecommunication systems. One of the direction of this contradiction resolving is use of compact presentation of images without quality loss method. The methods of image compression and recovery are developed in Ph. D. the-sis to reduce time of authentic information bringing under conditions of computation systems processing speed and data rate in the telecommunication systems.