Due to the bandwidth and storage limitations medical images are needed to be compressed before transmission and storage. DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) specification, which is the medical images standard, provides a mechanism for supporting the use of JPEG still image compression standard. In this paper, we explain a method for compressing medical images by PEG standard and propose two methods for JPEG compression. First, because medical images differ from natural images in optical feature, we propose a method to design adaptively the quantization table using spectrum analysis. Second, because medical images have higher pixel depth than natural images do, we propose a method to design Huffman table which considers the probability distribution feature of symbols. Simulation results show the improved performance compared to the quantization table and the adjusted Huffman table of JPEG standard.
Holography is the most promising 3D imaging technology to faithfully record and reproduce light information. In addition, it is widely explored in metrology for applications such as microscopy and tomography because it can accurately measure 3D shapes. However, the data size of a digital hologram is very large, and the data characteristics are notably different from those of conventional 2D images. The Joint Photographic Experts Group (JPEG) is a group of experts from the International Organization for Standardization/International Electrotechnical Commission. This group develops and maintains standards for still image compression. In 2014, the JPEG released a new standard for 3D image compression called JPEG Pleno to represent light fields, point clouds, and holograms. Among them, JPEG Pleno Holography is the first international standard for hologram compression. We review recent advances in JPEG Pleno Holography standardization and discuss future directions of development.
This paper investigates the relationship between the compression ratio and the gamut area for a reconstructed image when using JPEG and JPEG2000. Eighteen color samples from the Macbeth ColorChecker are initially used to analyze the relationship between the compression ratio and the color bleeding phenomenon, i.e. the hue and chroma shifts in the a*b* color plane. In addition, twelve natural color images, divided into two groups depending on four color attributes, are also used to investigate the relationship between the compression ratio and the variation in the gamut area. For each image group, the gamut area for the reconstructed image shows an overall tendency to increase when increasing the compression ratio, similar to the experimental results with the Macbeth ColorChecker samples. However, with a high compression ratio, the gamut area decreases due to the mixture of adjacent colors, resulting in more grey.
JPEG 2000 알고리즘은 기존의 정지영상 압축 PEG 알고리즘에서 발생하는 블록화 현상의 문제점을 해결하였지만, 압축 율과 이미지 복원율을 높이기 위한 과정이 복잡해 졌고 부동소수점의 연산 시간이 많이 걸리는 단점을 가지고 있다. 이 단점을 보완하기 위하여 본 논문은 JPEG 2000 알고리즘의 부동소수점 연산이 많은 필터 부분을 하드웨어로 구현하였다. 이 DWT Filter[1] 칩은 Daubechies 9/7 filter[6]을 기반으로 설계되었고 성능과 크기(반도체 숫자)를 최적화하기 위해서 3 단계 파이프라인 시스템으로 구성되었다. 본 논문에서 설계한 Filter는 소프트웨어로 구현된 것보다 부동 소수점의 연산에서 7배 정도 성능이 향상되었다.
Journal of Electrical Engineering and information Science
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제2권6호
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pp.36-42
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1997
This paper presents a new design technique for performing high quality low bit rate image compression. A hybrid coder(HC) which combines Mean Removed Important Coefficient Selection based JPEG(MR-ICS-JPEG) and Adaptive Vector Quantization (AVQ) is proposed. A new quantization table is developed using the Important Coefficient Selection(ICS) method; the importance of each coefficient is determined using the orthonormal property of the DCT. This quantization table is applied to standard JPEG with mean removal(MR) strategy before processing. This scheme, called MR-ICS-JPEG, produces more than 2 dB enhanced performance in terms of PSNR over standard JPEG. A set of homogeneous codebooks is generated by homogeneous training vectors. Before compression, an image is uniformly divided into 8${\times}$8 blocks. Low detail regions such as backgrounds are roughly coded by AVQ while high detail regions such as edges or curves are finely coded by the proposed MR-ICS-JPEG. This hybrid coder procuces consistently about 3 dB improved performance in terms of PSNR over standard JPEG.
JPEG(Joint Photographic Experts Group) 표준안은 디지털 정지 압축을 위하여 국제표준화기구(ISO/SC29/WG10)와 국제전신전화 자문회의(CCITT SG VIII)에 의해서 제안되었다. JPEG 표준안은 전자영상, 컴퓨터 그래픽, 멀티미디어 등과 관련하여 널리 응용되고 있으나, 의료 영상분야에서는 JPEG 압축의 손실 특성 때문에 사용이 매우 제한적이었다. 본 논문에서는 JPEG 표준안을 핵자기 공명 단층 영상 (256 gray levels, $256{\times}256$ size) 압축에 적용하여 그 성능을 조사하였다. 이를 위하여 JPEG 표준안 중 DCT에 기반을 둔 순차식 부호화 압축을 C-Cube Microsystems의 CL550 chip을 사용하여 구현하였고, 점진식 및 무손실 부호화 방식은 특별한 Hardware 없이 Software로 구현하여 실험하였다. 본 실험을 통하여 핵자기 공명 단층 시험 영상에 대해 거의 왜곡없이 약 10-20 정도의 압축률이 얻어짐을 확인할 수 있었다. 특히 JPEG으로 압축하였을 경우 재구성한 영상과 원영상과의 에러 신호가 random noise에 가깝게 나타남으로써 특별한 artifact가 없는 것도 JPEG의 큰 장점으로 부각된다. 한편 JPEG의 점진식 및 게층식 부호화 방식은 압축률과 신호대 잡음비에 있어서는 순차식과 동일하나, 거대한 영상 데이터 베이스 내에서의 빠른 탐색과 비교적 속도가 느린 공중망을 통한 원격 진단에 유용한 특성을 갖는다.
Purpose : In a PACS(Picture Archiving Communications System) environment, which is a very important component in a digital medical environment, the compression of digital medical images is a necessary and effective feature. In a current system where JPEG is applied to the compression of medical images, this study is to examine effectiveness and suitability when the JPEG2000, a more advanced compression algorithm for still images, is applied to the compression of medical images. In this thesis, we attempt to address the compressibility for effective clinical usage when compressing medical images, applying the objectivization of clinical evaluation as a function of compressibility. In the experiment al method, the compression was applied at a fixed rate using JPEG2000, and the n the result was compared with compressed images by JPEG. Method : For the performance evaluation, we choose SNR(Signal to Noise Ratio) measurement of an objective evaluation of definition and analyze a subjective evaluation by the ROC(Receiver Operating Characteristic) method. The results of the experiment showed that in the case of JPEG2000 there is hardly any distortion of images, even at high compression ratio(100:1), while regarding noise, the SNR remains around about 40dB, which is also relatively high. Before reading by reference to evaluative materials concerning objective compressed images, it is impossible to apply high compression to images : however, after reading, this can be applied to images that have already existed for some time.
대역폭과 저장장치의 한계 때문에 의료영상은 전송과 저장 전에 압축되어야 한다. 의료영상 표준인 DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine)은 JPEG 정지영상 압축을 지원하는 구조를 제공한다. 본 논문에서는 의료영상을 JPEG으로 압축하기 위한 방법을 설명하고 JPEG 압축을 위한 두 가지 방법을 제안한다. 첫 번째로 의료영상은 자연영상과는 시각적인 특성이 다르기 때문에, 스펙트럼 분석을 이용한 양자화 테이블을 적응적으로 설계하는 방법을 제안한다. 두 번째로 의료영상은 자연영상과 다르게 픽셀당 비트수가 높기 때문에, 심벌들의 확률분포 특성을 고려한 허프만 테이블을 적응적으로 설계하는 방법을 제안한다. 따라서 본 논문에서는 의료영상에 적합한 양자화 테이블과 허프만 테이블을 설계하는 방법을 제안한다. 실험 결과 JPEG 표준의 양자화 테이블과 수정된 허프만 테이블에 비해 성능이 향상되는 것을 볼 수 있다. 본 논문에서 제안한 방법은 JPEG 표준을 만족하므로, PACS (Picture Archiving and Communications System)에 적용될 수 있다.
멀티미디어 콘텐츠는 디지털 데이터의 특성상 수정과 복제가 쉽고, 이에 따라 불법 유통과 위 변조 등의 문제가 발생할 수 있다. 최근 여러분야에서 멀티미디어 콘텐츠 보안의 중요성이 높아지고 있고, 이러한 기술적 요구에 맞추어 다양한 멀티미디어 콘텐츠 보안 기술이 연구되고 있다. 본 논문에서는 JPEG 압축 표준에서 사용할 수 있는 가역 워터마킹 및 콘텐츠 인증 알고리즘을 제안한다. 영상의 샘플 블록을 이용하여 특징적인 인증 코드를 생성하고, JPEG 압축 과정 중 비손실 과정에서 보존되는 데이터를 이용해 히스토그램 쉬프팅 기법을 이용하여 인증 코드를 삽입한다. 디코딩 과정에서 영상 인증과 동시에 품질을 복원한다. 제안 알고리즘의 성능 평가를 위해 다양한 영상을 대상으로 품질과 압축률을 평가하였다. 삽입된 영상의 PSNR과 압축률은 각각 33.13dB과 90.65%로, 표준 인코딩 영상 대비 2.44dB의 PSNR 차이와 1.63%의 압축률 차이를 보였다.
With the increasing use of multimedia technologies, image compression requires higher performance as well as new features such as embedded Tossy to lossless coding, various progressive order, error resilience and region-of-interest coding. In the specific area of still image encoding, a new standard, the JPEG2000, has been currently developed. This paper presents a new compression scheme based on JPEG2000. In the proposed scheme, gray coding is applied to the wavelet coefficient. Since gray coding produces an image whose bit plane is will clustered. The proposed method improves compression efficiency of the JPEG2000.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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