웨이브릿과 제로트리 구조를 이용한 개선된 정지 영상 압축 기법

Abstract

제한된 전산 자원의 효율성과 자료 전송 속도의 개선을 위하여 영상 압축이 발달하게 되었다. 그러나, 압축률이 높아질수록 잃어버리는 정보의 양이 많아지면서 복원 영상은 원 영상에 비하여 화질이 떨어지게 된다. 웨이브릿 기반 영상 압축은 기존의 DCT 기법을 이용하는 JPEG에 비하여 블록킹 현상이 일어나지 않고 인간의 시각 시스템과 유사하다는 특징을 가지고 있어 많은 관심을 끌고 있지만, 압축률이 높아질수록 에지 및 경계 부분이 흐려지는 단점이 있다. 이러한 역효과를 방지하기 위한 연구는 웨이브릿 기반 압축 기술이 제안된지 얼마되지 않아 아직 미비하다. 따라서 MPEG-4의 표준안으로 채택될 웨이브릿 기반 영상 압축에서의 화질 개선안이 필요하다 하겠다. 본 논문에서는 이러한 역효과를 제거하기 위하여 전처리 과정으로 문턱값의 하향 조정과 스캔 방향 개선을 제안한다. 제안된 기법은 에지 및 경계 부분의 흐려짐을 방지하면서 전반적으로 화질을 개선하였다. 제로트리 형성 과정에서 유효 계수인지를 판정하는 문턱값을 낮춤으로써 유효 계수의 숫자를 증가시키고, 양자화 과정에서 각 대역의 방향적 특성을 이용한 개선된 스캔 방향법을 제시하였다. 문턱값을 낮춤으로써 발생하는 최대 크기값의 정보 손실은 복원 과정에서 보상하는 방법으로 하였다. 본 논문의 실험 결과는 기존의 웨이브렛 변환과 제로트리를 이용한 압축 영상 및 영상 압축 표준인 JPEG과의 비교를 통해 분석되었다. 제안된 기법은 기존의 방법에 비해 시각적으로나 객관적 영상 화질 측정에서 향상된 성능을 보여주었다. ; Image compression technology is developed to improve performance of the data transmission speed and to utilize the given computing resources. To achieve high compression ratios, some of the no redundant information included in original images must be reduced and minimized, so compression procedures may produce annoying visual degradation because they generate errors in visually important parts of the image structure. Wavelet based image compression gives much better quality than DCT based JPCG, but suffers from ringing or blurring effects around edges as the compression is increased. In this thesis, the research of preventing these undesirable side effects is insufficient is discussed and new approach is proposed. This thesis presents technical enhancement in image compression by pre-processing wavelet coefficients. This pre-processing is performed by making low threshold and enhanced by zero tree scan method when sub band’s zero trees are established. It might increase significant coefficient by means of modifying threshold and reflect on orientation of sub bands. Some experimental results show that proposed method is rather efficient. And then the developed coding scheme highly improves the images quality and visually more pleasing results for most practical images.