An adaptive palette reordering method for compressing color-indexed image

Center for Multimedia Signal Processing, Department of Electronic and Information EngineeringRefereed conference paper2006-2007 > Academic research: refereed > Refereed conference paperVersion of RecordPublishe

A lossless coding scheme for encoding color-indexed video sequences

Centre for Signal Processing, Department of Electronic and Information EngineeringRefereed conference paper2007-2008 > Academic research: refereed > Refereed conference paperVersion of RecordPublishe

Lossless compression of images with specific characteristics

Doutoramento em Engenharia ElectrotécnicaA compressão de certos tipos de imagens é um desafio para algumas normas de compressão de imagem. Esta tese investiga a compressão sem perdas de imagens com características especiais, em particular imagens simples, imagens de cor indexada e imagens de microarrays. Estamos interessados no desenvolvimento de métodos de compressão completos e no estudo de técnicas de pré-processamento que possam ser utilizadas em conjunto com as normas de compressão de imagem. A esparsidade do histograma, uma propriedade das imagens simples, é um dos assuntos abordados nesta tese. Desenvolvemos uma técnica de pré-processamento, denominada compactação de histogramas, que explora esta propriedade e que pode ser usada em conjunto com as normas de compressão de imagem para um melhoramento significativo da eficiência de compressão. A compactação de histogramas e os algoritmos de reordenação podem ser usados como préprocessamento para melhorar a compressão sem perdas de imagens de cor indexada. Esta tese apresenta vários algoritmos e um estudo abrangente dos métodos já existentes. Métodos específicos, como é o caso da decomposição em árvores binárias, são também estudados e propostos. O uso de microarrays em biologia encontra-se em franca expansão. Devido ao elevado volume de dados gerados por experiência, são necessárias técnicas de compressão sem perdas. Nesta tese, exploramos a utilização de normas de compressão sem perdas e apresentamos novos algoritmos para codificar eficientemente este tipo de imagens, baseados em modelos de contexto finito e codificação aritmética.The compression of some types of images is a challenge for some standard compression techniques. This thesis investigates the lossless compression of images with specific characteristics, namely simple images, color-indexed images and microarray images. We are interested in the development of complete compression methods and in the study of preprocessing algorithms that could be used together with standard compression methods. The histogram sparseness, a property of simple images, is addressed in this thesis. We developed a preprocessing technique, denoted histogram packing, that explores this property and can be used with standard compression methods for improving significantly their efficiency. Histogram packing and palette reordering algorithms can be used as a preprocessing step for improving the lossless compression of color-indexed images. This thesis presents several algorithms and a comprehensive study of the already existing methods. Specific compression methods, such as binary tree decomposition, are also addressed. The use of microarray expression data in state-of-the-art biology has been well established and due to the significant volume of data generated per experiment, efficient lossless compression methods are needed. In this thesis, we explore the use of standard image coding techniques and we present new algorithms to efficiently compress this type of images, based on finite-context modeling and arithmetic coding

Coding of video with a single information plane

Mestrado em Engenharia Electrónica e TelecomunicaçõesAs actuais normas para codificação de vídeo, tais como os MPEG2/4 ou H.263/4, foram desenvolvidas para codificação de vídeo com cor. A informação de cor é representada usando um espaço apropriado, como, por exemplo, o YCbCr. Estes espaços de cor são constituídos por três planos: um para a dominância (no exemplo dado, o Y) e dois para a informação de crominância (neste caso, o Cb e o Cr). Contudo, há aplicações onde a informação a codificar é composta apenas por um plano de informação que pode, por exemplo, representar níveis de cinzento em imagem médica, ou índices para tabelas de cores. A motivação desta tese prende-se com dois factos: a produção de imagens médicas em formato digital estar a crescer, impondo técnicas eficazes para o tratamento e a compressão de dados e, embora os modelos de cor indexada sejam há muito utilizados para representar imagens, não têm sido convenientemente explorados em vídeo. Com esta dissertação pretende-se investigar novas estratégias de compressão sem perdas que explorem a redundância entre imagens consecutivas que caracterizam estas modalidades de imagem. Portanto, ao longo do trabalho implementou-se dois codificadores de vídeo para um só plano de informação, baseados num modelo híbrido. Um deles utiliza codificação de Golomb e o outro codificação aritmética, estudando-se assim a eficácia de cada um, quer para a escala de cinzentos, quer para vídeos com tabela de cores indexadas. Adicionalmente, para vídeos de cor indexada, implementou-se um algoritmo de reordenação da tabela de cores, o que torna a codificação mais eficaz. ABSTRACT: The current standards for video encoding, such as MPEG2/4 or H.263/4, have been developed for encoding video with color. The color information is represented using an appropriate space, such as YCbCr. These color spaces are made of three planes: one for luminance (in the given example, the Y) and two for the chrominance information (in this case, the Cb and Cr). However, there are applications where the information lies in a single information plane that may, for example, represent shades of gray (medical imaging) or indexes to color tables (color indexed video). The motivation of this thesis is related with two points: the production of medical images in digital format has been growing, imposing efficient techniques for the treatment and compression of data and, although color indexed models have been used for a long time to represent images, it has not been adequately explored in video. With this thesis, we intended to investigate new strategies for lossless compression which exploits the redundancy between consecutive images that characterize these types of images. Therefore, during this work, it has been implemented two video encoders with one information plane, based on a hybrid model. One of them uses Golomb codes and the other arithmetic coding. It has been studied the efficiency of each one, both using gray scale and color indexed videos. In addition, for color indexed videos, it has been implemented a palette reordering algorithm, making the encoding more efficient

Recent Advances in Signal Processing

The signal processing task is a very critical issue in the majority of new technological inventions and challenges in a variety of applications in both science and engineering fields. Classical signal processing techniques have largely worked with mathematical models that are linear, local, stationary, and Gaussian. They have always favored closed-form tractability over real-world accuracy. These constraints were imposed by the lack of powerful computing tools. During the last few decades, signal processing theories, developments, and applications have matured rapidly and now include tools from many areas of mathematics, computer science, physics, and engineering. This book is targeted primarily toward both students and researchers who want to be exposed to a wide variety of signal processing techniques and algorithms. It includes 27 chapters that can be categorized into five different areas depending on the application at hand. These five categories are ordered to address image processing, speech processing, communication systems, time-series analysis, and educational packages respectively. The book has the advantage of providing a collection of applications that are completely independent and self-contained; thus, the interested reader can choose any chapter and skip to another without losing continuity

Analytical methods fort he study of color in digital images

La descripció qualitativa dels colors que composen una imatge digital és una tasca molt senzilla pel sistema visual humà. Per un ordinador aquesta tasca involucra una gran quantitat de qüestions i de dades que la converteixen en una operació de gran complexitat. En aquesta tesi desenvolupam un mètode automàtic per a la construcció d’una paleta de colors d’una imatge digital, intentant respondre a les diferents qüestions que se’ns plantegen quan treballam amb colors a dins el món computacional. El desenvolupament d’aquest mètode suposa l’obtenció d’un algorisme automàtic de segmentació d’histogrames, el qual és construït en detall a la tesi i diferents aplicacions del mateix son donades. Finalment, també s’explica el funcionament de CProcess, un ‘software’ amigable desenvolupat per a la fàcil comprensió del color

Media streams--representing video for retrieval and repurposing

Thesis (Ph. D.)--Massachusetts Institute of Technology, Program in Media Arts & Sciences, 1995.Includes bibliographical references (p. 325-344).by Marc Eliot Davis.Ph.D

Digital imaging technology assessment: Digital document storage project

An ongoing technical assessment and requirements definition project is examining the potential role of digital imaging technology at NASA's STI facility. The focus is on the basic components of imaging technology in today's marketplace as well as the components anticipated in the near future. Presented is a requirement specification for a prototype project, an initial examination of current image processing at the STI facility, and an initial summary of image processing projects at other sites. Operational imaging systems incorporate scanners, optical storage, high resolution monitors, processing nodes, magnetic storage, jukeboxes, specialized boards, optical character recognition gear, pixel addressable printers, communications, and complex software processes