웨이브렛 변환 영상 부호화용 고성능 범용 벡터양자화기의 설계

Design of High Performance Robust Vector Quantizer for Wavelet Transformed Image Coding

  • 정태연 (경북대학교 대학원 전자공학과) ;
  • 도재수 (동국대학교 컴퓨터학과)
  • 발행 : 2000.02.01

초록

본 논문에서는 웨이브렛 변환을 이용한 영상 부호화에서 입력 영상의 통계적 성질에 영향을 받지 않고 부호화 결과에 범용성을 갖는 새로운 벡터 양자화기 설계법을 제안한다. 기존의 벡터 양자화기의 가장 큰 문제점은 양자화대상 영상과 대표 벡터를 생성하기 위한 학습계열간의 통계적 성질의 불일치에 의한 부호화 성능의 열화이다. 그리하여, 본 논문에서는 벡터 양자화기의 대표벡터를 생성하기 위한 학습계열로 독립 난수에 영상의 상관과 에지 성분을 첨가한 모사 영상을 사용하여 종래 방식의 문제점을 해결하는 방법에 대하여 검토하였다. 제안방식에 의해 설계된 벡터양자화기와 대표 벡터 생성에 이용하는 학습계열에 부호화 대상이 되는 영상과 같은 실제의 영상을 사용한 종래 방식에 의해 설계된 벡터 양자화기와 부호화 성능을 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 비교하여 종래 방식의 문제점을 명확하게 밝힘과 동시에 제안 방식으로 설계된 벡터 양자화기가 부호화 성능이 뛰어남을 보인다.

In this paper, we propose a new method of designing the vector quantizer which is robustness to coding results and independent of statistical characteristics of an input image in wavelet transformed image coding processes. The most critical drawback of a conventional vector quantizer is the degradation of coding capability resulted from the discordance between quantizer objective image and statistical characteristics of training sequence which is for generating representing vector. In order to resolve the problem of conventional methods, we use independent random-variables and pseudo image to which image correlation and edge component were added, as a training sequence for generating representing vector. We have done a computer simulation in order to compare coding capability between a vector quantizer designed by the proposed method and one with the conventional method using real image as same as that is objective to coding of training sequence used in codebook generation. The results show the superiority of the proposed vector quantizer method at the aspect of coding capability compared to conventional one. They also clarify the problems of conventional methods.

키워드

참고문헌

  1. S. Mallat, 'A Theory for multiresolution signal decomposition : The wavelet representation,' IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intel., Vol.11, No.7, pp. 674-693, July 1989 https://doi.org/10.1109/34.192463
  2. I. Daubechies, 'Orthonormal bases of compactly supported wavelets,' Commun. Pure. Appl. Math., Vol.41, pp.909-996, 1988 https://doi.org/10.1002/cpa.3160410705
  3. K. Sayood, J. D. Gibson, and M. C. Rost, 'An algorithm for uniform vector quantizer design,' IEEE Trans. Inform. Theory, Vol.IT-30, No.6, pp.805-814, 1984
  4. M. Barlaud, P. Mathieu, and I. Daubechies, 'Image coding using wavelet transform,' IEEE Trans. Image Processing, Vol.1, No.2, pp.205-220, April 1992
  5. C. K. Cheong, K. Aizawa, T. Saito, and M. Hatori, 'Subband image coding with biorthogonal wavelets,' IEICE Trans. Fundamentals, Vol.E75-A, No.7, pp. 871-881, July 1992
  6. A. Cohen, I. Daubechies, and J.-C. Feauveau, 'Bio-rthagonal base of compactly supported wavelets,' Commun. Pure. Appl. Math., Vol.XLV, pp.485-560, 1992
  7. 都 在銖, 小川 吉彦, 白川 智昭, 北島 秀夫, 'ウェ-プレット變換畵像符號化たおける量子化器設計のための信號統計量の檢討', 日本電子情報通信學會, 信學技報, IE93-106, pp.61-66, Jan. 1994
  8. Y. Linde, A. Buzo, and R. Gray, 'An algorithm for vector quantizer design,' IEEE Trans. Commun., Vol.COM-28, No.1, pp.84-95, Jan. 1980
  9. 도재수, '화상의 웨이브렛 변환 부호화용 범용 벡터양자화기의 설계', 한국정보처리학회 춘계학술발표논문집, 1998
  10. 도재수, '웨이브렛 변환을 이용한 범용 영상부호화기의 설계', 한국정보과학회 춘계학술발표논문집 제25권 1호, pp.598-600, 1998