KFUPM ePrints

Entropy-constrained reflected residual vector quantization with application to image coding

Mousa, Wail Abdul-Hakim (2003) Entropy-constrained reflected residual vector quantization with application to image coding. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]
Preview
PDF
2649Kb

Arabic Abstract

راسب المتجه التكمي (Residual Vector Quantization) عبارة عن متجه تكمي مقيد شكليا . بإمكان راسب المتجه التكمي توظيف البحث المتعدد السبل (Muti-path search) على حساب تكلفة حسابية أكبر بالمقارنة بالبحث ذو السبيل الأوحد المتتالي (Sequential single-path search) . لاحقاً تم تصميم راسب المتجه التكمي المنعكس (Reflected Residual Vector Quantization) بإضافة تناظر على تصميم كتاب الرموز (Codebook structure) وذلك لأخذ الحل الأفضل المشترك لتركيب كتاب الرموز من خلال سبيل أوحد . رغم أنه أقل تكلفة حسابياً بالمقارنة مع راسب المتجه التكمي المشترك إلا أن أدائه أقل بالمقارنة مع راسب المتجه التكمي المشترك . لكن بالنظر إلى تركيب كتاب الرموز لراسب المتجه التكمي المنعكس نجد أنه مرتب وحيث أن التراكيب المرتبة دائماً لها درجة تعادل أو أنتروبيا (Entropy) أقل من التراكيب الأقل ترتيبا . لذا تم إدراج قيد الانتروبيا على تصميم راسب المتجه التكمي المنعكس . يعرف هذا التصميم براسب المتجه التكمي المنعكس والمييد بالانتروبيا (Entropy-constrained Reflected Residual Quantization) . يمكن تصميم راسب المتجه التكمي المنعكس بتنفيذ أبعاد كبيرة جداً مثل 8x8 أو 16x16 ووجد أن مثل هذا التصميم بهذه الأبعاد يمكن له الاستفادة من الارتباط الخطي والغير خطي (Linear and non-linear correlation) بين نقط الصور الرقمية (Digital Image Pixels) . وقد تم تطبيق راسب المتجه التكمي المنعكس والمقيد بالانتروبيا على أبعاد كبيرة لتحقيق تصميم راسب متجه تكمي بصفة عامة قليل التكلفة حسابياً مع الاحتفاظ بجودة النتائج . بالنظر إلى نتائج المحاكاة (Simulation) نجد أن راسب المتجه التكمي المنعكس والمقيد بالانتروبيا والذي يستخدم سبيل أوحد قد تفوق على راسب المتجه التكمي بقيد الانتروبيا والذي يستخدم تعدد السبل بواقع 1 دسبيل (1 dB) في تجربة قمة مقدار الإشارة بالنسبة للضوضاء (Peak signal-to-noise ratio) بالإضافة إلى ذلك تشير نتائج التجارب إلى وجود جودة عالية للصور الرقمية المشفرة باستخدام راسب المتجه التكمي المنعكس والمقيد بالانتروبيا وذلك عند معدلات قطعية رقمية (Average encoding bit rate) صغيرة نسبياً . على سبيل المثال يمكن الحصول على 29 ديسيبل لقيمة مقدار الإشارة بالنسبة للضوضاء لصورة نقطية ذات حجم 512x512 نقطة عند معدل قطعي يساوي 0.2 قطعة رقمية لكل نقطة رقمية .

English Abstract

An entropy-constrained reflected residual vector quantization (EC-RRVQ) design algorithm is introduced as an alternative to entropy-constrained residual vector quantization (EC-RVQ) and used to design codebooks for image coding. EC-RRVQ is able to realize a more ordered or less random codebook that offers two advantages. The first is that an ordered codebook have low output entropy while the second has to do with simplifying the search procedure used to find the best codeword. The idea discussed in this work is to introduce EC-RRVQ as a new baseline quantization scheme with single-path search and improved rate-distortion performance, which if joined with other transform and sub band coding methods will result in a competitive design. Because of single-path search, the EC-RRVQ has the potential to be a serious contender in the list of large block vector quantization implementation algorithms. Experimental results indicate that good image reproduction quality can be accomplished at relatively low bit rates. The performance of 16 x 16 EC-RRVQ at 0.2 bpp is 29 dB as compared to 28.39 dB for EC-RVQ with same dimensions and bit rate.



Item Type:Thesis (Masters)
Date:April 2003
Date Type:Completion
Subjects:Electrical
Divisions:College Of Engineering Sciences > Electrical Engineering Dept
Creators:Mousa, Wail Abdul-Hakim
Committee Advisor:Al-Suwailem, Omar A.
Committee Members:Masoud, Ahmad A. and Abdul-Jauwad, Samir H.
ID Code:10211
Deposited By:KFUPM ePrints Admin
Deposited On:22 Jun 2008 16:59
Last Modified:25 Apr 2011 10:24

Repository Staff Only: item control page