2.
ALGORITEM STISKANJA DOMENSKIH ZAPOREDIJ SLIK S PROJEKCIJO V PROSTOR OSNOVNIH KOMPONENTSimon Gangl, 2014, doktorska disertacija
Opis: V doktorski disertaciji obravnavamo algoritem stiskanja domenskih zaporedij slik. Pojem domenskega zaporedja slik pri tem predstavlja opis za vsebinsko povezana, urejena zaporedja slik, ki opisujejo bodisi časovni bodisi prostorski potek spremembe poljubne domene. Teoretični opis v praksi združuje dve, za naš algoritem, sorodni nalogi: stiskanje časovnih zaporedij slik, torej videov, ter stiskanje prostorskih zaporedij slik, na primer naborov medicinskih slik, zajetih s tehnologijo CT ali MRI.
V disertaciji opišemo strukturo in delovanje algoritma, ki omenjeni problem rešuje s projekcijo v prostor osnovnih komponent. Najprej predstavimo matematično ozadje, ki je osnova za, v statistiki pogosto uporabljeno, metodo analize osnovnih komponent. Prav ta je izhodišče za izračun projekcijskih prostorov, v katerih je možno predstaviti slike dane domene, pri čemer ni pomembno, za kakšno vrsto zaporedja slik gre.
Da bi razširili neodvisnost od domene, ki jo zagotavlja izhodiščna matematična metoda, na nivo algoritma stiskanja, je prvi pomemben korak izbira podzaporedja slik, ki so osnova za izračun projekcijskih prostorov. Za to nalogo uporabimo dvokriterijski algoritem, ki izbira slike - imenujemo jih bazne slike - glede na medsebojno odstopanje in oddaljenost v vhodnem zaporedju. Iz izbranega zaporedja baznih slik določimo zaporedje projekcijskih prostorov glede na v disertaciji uveden koncept, po katerem sledeče si projekcijske prostore določamo na osnovi množic baznih slik, ki imajo vsaj en skupni element. Kot analogijo konceptu drsečega okna tak pristop opišemo kot ''drseč lasten prostor''.
Vzporedno uvedemo način izračuna projekcijskih prostorov, ki omogoča kasnejšo rekonstrukcijo vhodnih podatkov z bistveno manjšim računskim bremenom. To dosežemo z vključitvijo vmesnih računskih rezultatov v stisnjeno predstavitev podatkov, pri čemer je vpliv na stopnjo stiskanja zanemarljiv.
V eksperimentalni analizi podamo primerjavo med razvitim algoritmom, do sedaj najpogosteje uporabljeno metodo s projekcijo v prostor osnovnih komponent, in standardom H.264. Tako dokažemo, da algoritem po vizualni kakovosti ne presega le prejšnje metode, ampak se v njej, kakor tudi v stopnji stiskanja, lahko primerja celo s H.264. Rezultate eksperimentov nadalje potrdimo v teoretični analizi, kjer formalno dokažemo prednosti razvitega algoritma in ocenimo tudi vpliv kontrolnih parametrov metode na učinkovitost stiskanja.
Ključne besede: algoritmi, izgubno stiskanje, stiskanje zaporedij slik, stiskanje videoposnetkov, slike DICOM, PCA, analiza osnovnih komponent, lasten prostor, projekcija v
lasten prostor, lasten vektor
Objavljeno v DKUM: 23.05.2014; Ogledov: 2103; Prenosov: 199
Celotno besedilo (15,39 MB)
