Reduction of blocking effects for the JPEG baseline image compression standard

Transform coding has been chosen for still image compression in the Joint Photographic Experts Group (JPEG) standard. Although transform coding performs superior to many other image compression methods and has fast algorithms for implementation, it is limited by a blocking effect at low bit rates. The blocking effect is inherent in all nonoverlapping transforms. This paper presents a technique for reducing blocking while remaining compatible with the JPEG standard. Simulations show that the system results in subjective performance improvements, sacrificing only a marginal increase in bit rate

Bilateral filter in image processing

The bilateral filter is a nonlinear filter that does spatial averaging without smoothing edges. It has shown to be an effective image denoising technique. It also can be applied to the blocking artifacts reduction. An important issue with the application of the bilateral filter is the selection of the filter parameters, which affect the results significantly. Another research interest of bilateral filter is acceleration of the computation speed. There are three main contributions of this thesis. The first contribution is an empirical study of the optimal bilateral filter parameter selection in image denoising. I propose an extension of the bilateral filter: multi resolution bilateral filter, where bilateral filtering is applied to the low-frequency sub-bands of a signal decomposed using a wavelet filter bank. The multi resolution bilateral filter is combined with wavelet thresholding to form a new image denoising framework, which turns out to be very effective in eliminating noise in real noisy images. The second contribution is that I present a spatially adaptive method to reduce compression artifacts. To avoid over-smoothing texture regions and to effectively eliminate blocking and ringing artifacts, in this paper, texture regions and block boundary discontinuities are first detected; these are then used to control/adapt the spatial and intensity parameters of the bilateral filter. The test results prove that the adaptive method can improve the quality of restored images significantly better than the standard bilateral filter. The third contribution is the improvement of the fast bilateral filter, in which I use a combination of multi windows to approximate the Gaussian filter more precisely

Motion compensated interpolation for subband coding of moving images

Thesis (M.S.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Electrical Engineering and Computer Science, 1994.Includes bibliographical references (leaves 108-119).by Mark Daniel Polomski.M.S

Concealment algorithms for networked video transmission systems

This thesis addresses the problem of cell loss when transmitting video data over an ATM network. Cell loss causes sections of an image to be lost or discarded in the interconnecting nodes between the transmitting and receiving locations. The method used to combat this problem is to use a technique called Error Concealment, where the lost sections of an image are replaced with approximations derived from the information in the surrounding areas to the error. This technique does not require any additional encoding, as used by Error Correction. Conventional techniques conceal from within the pixel domain, but require a large amount of processing (2N2 up to 20N2) where N is the dimension of an N×N square block. Also, previous work at Loughborough used Linear Interpolation in the transform domain, which required much less processing, to conceal the error. [Continues.

Construction de mosaïques de super-résolution à partir de la vidéo de basse résolution. Application au résumé vidéo et la dissimulation d'erreurs de transmission.

La numérisation des vidéos existantes ainsi que le développement explosif des services multimédia par des réseaux comme la diffusion de la télévision numérique ou les communications mobiles ont produit une énorme quantité de vidéos compressées. Ceci nécessite des outils d’indexation et de navigation efficaces, mais une indexation avant l’encodage n’est pas habituelle. L’approche courante est le décodage complet des ces vidéos pour ensuite créer des indexes. Ceci est très coûteux et par conséquent non réalisable en temps réel. De plus, des informations importantes comme le mouvement, perdus lors du décodage, sont reestimées bien que déjà présentes dans le flux comprimé. Notre but dans cette thèse est donc la réutilisation des données déjà présents dans le flux comprimé MPEG pour l’indexation et la navigation rapide. Plus précisément, nous extrayons des coefficients DC et des vecteurs de mouvement. Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes en particulier intéressés à la construction de mosaïques à partir des images DC extraites des images I. Une mosaïque est construite par recalage et fusion de toutes les images d’une séquence vidéo dans un seul système de coordonnées. Ce dernier est en général aligné avec une des images de la séquence : l’image de référence. Il en résulte une seule image qui donne une vue globale de la séquence. Ainsi, nous proposons dans cette thèse un système complet pour la construction des mosaïques à partir du flux MPEG-1/2 qui tient compte de différentes problèmes apparaissant dans des séquences vidéo réeles, comme par exemple des objets en mouvment ou des changements d’éclairage. Une tâche essentielle pour la construction d’une mosaïque est l’estimation de mouvement entre chaque image de la séquence et l’image de référence. Notre méthode se base sur une estimation robuste du mouvement global de la caméra à partir des vecteurs de mouvement des images P. Cependant, le mouvement global de la caméra estimé pour une image P peut être incorrect car il dépend fortement de la précision des vecteurs encodés. Nous détectons les images P concernées en tenant compte des coefficients DC de l’erreur encodée associée et proposons deux méthodes pour corriger ces mouvements. Unemosaïque construite à partir des images DC a une résolution très faible et souffre des effets d’aliasing dus à la nature des images DC. Afin d’augmenter sa résolution et d’améliorer sa qualité visuelle, nous appliquons une méthode de super-résolution basée sur des rétro-projections itératives. Les méthodes de super-résolution sont également basées sur le recalage et la fusion des images d’une séquence vidéo, mais sont accompagnées d’une restauration d’image. Dans ce cadre, nous avons développé une nouvelleméthode d’estimation de flou dû au mouvement de la caméra ainsi qu’une méthode correspondante de restauration spectrale. La restauration spectrale permet de traiter le flou globalement, mais, dans le cas des obvi jets ayant un mouvement indépendant du mouvement de la caméra, des flous locaux apparaissent. C’est pourquoi, nous proposons un nouvel algorithme de super-résolution dérivé de la restauration spatiale itérative de Van Cittert et Jansson permettant de restaurer des flous locaux. En nous basant sur une segmentation d’objets en mouvement, nous restaurons séparément lamosaïque d’arrière-plan et les objets de l’avant-plan. Nous avons adapté notre méthode d’estimation de flou en conséquence. Dans une premier temps, nous avons appliqué notre méthode à la construction de résumé vidéo avec pour l’objectif la navigation rapide par mosaïques dans la vidéo compressée. Puis, nous établissions comment la réutilisation des résultats intermédiaires sert à d’autres tâches d’indexation, notamment à la détection de changement de plan pour les images I et à la caractérisation dumouvement de la caméra. Enfin, nous avons exploré le domaine de la récupération des erreurs de transmission. Notre approche consiste en construire une mosaïque lors du décodage d’un plan ; en cas de perte de données, l’information manquante peut être dissimulée grace à cette mosaïque

A survey on passive digital video forgery detection techniques

Digital media devices such as smartphones, cameras, and notebooks are becoming increasingly popular. Through digital platforms such as Facebook, WhatsApp, Twitter, and others, people share digital images, videos, and audio in large quantities. Especially in a crime scene investigation, digital evidence plays a crucial role in a courtroom. Manipulating video content with high-quality software tools is easier, which helps fabricate video content more efficiently. It is therefore necessary to develop an authenticating method for detecting and verifying manipulated videos. The objective of this paper is to provide a comprehensive review of the passive methods for detecting video forgeries. This survey has the primary goal of studying and analyzing the existing passive techniques for detecting video forgeries. First, an overview of the basic information needed to understand video forgery detection is presented. Later, it provides an in-depth understanding of the techniques used in the spatial, temporal, and spatio-temporal domain analysis of videos, datasets used, and their limitations are reviewed. In the following sections, standard benchmark video forgery datasets and the generalized architecture for passive video forgery detection techniques are discussed in more depth. Finally, identifying loopholes in existing surveys so detecting forged videos much more effectively in the future are discussed

Block-level discrete cosine transform coefficients for autonomic face recognition

This dissertation presents a novel method of autonomic face recognition based on the recently proposed biologically plausible network of networks (NoN) model of information processing. The NoN model is based on locally parallel and globally coordinated transformations. In the NoN architecture, the neurons or computational units form distributed networks, which themselves link to form larger networks. In the general case, an n-level hierarchy of nested distributed networks is constructed. This models the structures in the cerebral cortex described by Mountcastle and the architecture based on that proposed for information processing by Sutton. In the implementation proposed in the dissertation, the image is processed by a nested family of locally operating networks along with a hierarchically superior network that classifies the information from each of the local networks. The implementation of this approach helps obtain sensitivity to the contrast sensitivity function (CSF) in the middle of the spectrum, as is true for the human vision system. The input images are divided into blocks to define the local regions of processing. The two-dimensional Discrete Cosine Transform (DCT), a spatial frequency transform, is used to transform the data into the frequency domain. Thereafter, statistical operators that calculate various functions of spatial frequency in the block are used to produce a block-level DCT coefficient. The image is now transformed into a variable length vector that is trained with respect to the data set. The classification was done by the use of a backpropagation neural network. The proposed method yields excellent results on a benchmark database. The results of the experiments yielded a maximum of 98.5% recognition accuracy and an average of 97.4% recognition accuracy. An advanced version of the method where the local processing is done on offset blocks has also been developed. This has validated the NoN approach and further research using local processing as well as more advanced global operators is likely to yield even better results