Coding of video with a single information plane

• Main Author: Rodrigues, Arturo Miguel Batista
• Publication Date: 2009
• Format: Master thesis
• Language: eng
• Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
• Download full: http://hdl.handle.net/10773/2103
• topic: Engenharia electrónica; Vídeo digital; Processamento de imagem; Codificação de imagem; Compressão de imagem

As actuais normas para codificação de vídeo, tais como os MPEG2/4 ou H.263/4, foram desenvolvidas para codificação de vídeo com cor. A informação de cor é representada usando um espaço apropriado, como, por exemplo, o YCbCr. Estes espaços de cor são constituídos por três planos: um para a dominância (no exemplo dado, o Y) e dois para a informação de crominância (neste caso, o Cb e o Cr). Contudo, há aplicações onde a informação a codificar é composta apenas por um plano de informação que pode, por exemplo, representar níveis de cinzento em imagem médica, ou índices para tabelas de cores. A motivação desta tese prende-se com dois factos: a produção de imagens médicas em formato digital estar a crescer, impondo técnicas eficazes para o tratamento e a compressão de dados e, embora os modelos de cor indexada sejam há muito utilizados para representar imagens, não têm sido convenientemente explorados em vídeo. Com esta dissertação pretende-se investigar novas estratégias de compressão sem perdas que explorem a redundância entre imagens consecutivas que caracterizam estas modalidades de imagem. Portanto, ao longo do trabalho implementou-se dois codificadores de vídeo para um só plano de informação, baseados num modelo híbrido. Um deles utiliza codificação de Golomb e o outro codificação aritmética, estudando-se assim a eficácia de cada um, quer para a escala de cinzentos, quer para vídeos com tabela de cores indexadas. Adicionalmente, para vídeos de cor indexada, implementou-se um algoritmo de reordenação da tabela de cores, o que torna a codificação mais eficaz. ABSTRACT: The current standards for video encoding, such as MPEG2/4 or H.263/4, have been developed for encoding video with color. The color information is represented using an appropriate space, such as YCbCr. These color spaces are made of three planes: one for luminance (in the given example, the Y) and two for the chrominance information (in this case, the Cb and Cr). However, there are applications where the information lies in a single information plane that may, for example, represent shades of gray (medical imaging) or indexes to color tables (color indexed video). The motivation of this thesis is related with two points: the production of medical images in digital format has been growing, imposing efficient techniques for the treatment and compression of data and, although color indexed models have been used for a long time to represent images, it has not been adequately explored in video. With this thesis, we intended to investigate new strategies for lossless compression which exploits the redundancy between consecutive images that characterize these types of images. Therefore, during this work, it has been implemented two video encoders with one information plane, based on a hybrid model. One of them uses Golomb codes and the other arithmetic coding. It has been studied the efficiency of each one, both using gray scale and color indexed videos. In addition, for color indexed videos, it has been implemented a palette reordering algorithm, making the encoding more efficient.