A system for evaluating performance of video codecs in image compression

• Autorzy: Parfieniuk M. , Szpakowicz A.

Warianty tytułu

PL

System do badania skuteczności kodeków wideo w kodowaniu obrazu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article presents a system for evaluating how well do video codecs perform in still image compression. As it is time consuming and tedious to directly configure and run the reference H.265 (HEVC) and H.264 (MPEG4 AVC) codecs, our tool makes experimenting easier and more efficient. The system provides a graphical user interface for conveniently and quickly preparing input files, for repeatedly running video codecs, and for analysing output data. In the background, there are algorithms for forming video sequences and configuration files, for batch executing an encoder, and for extracting information from output files. Our research was mainly aimed at speeding-up experiments related to compressing an image represented as a video sequence composed of its polyphase components. The system has allowed us to experimentally verify that, like its predecessor, the H.264, the HEVC standard needs modified entropy codes for effectively processing decimated images.

PL

Artykuł prezentuje system do badania sprawności kodeków wideo w kompresowaniu obrazu. Ponieważ bezpośrednie konfigurowanie i uruchamianie referencyjnych kodeków H.265 (HEVC) i H.264 (MPEG4 AVC) jest pracą czasochłonną i żmudną, omawiane narzędzie pozwala przeprowadzać eksperymenty łatwiej i szybciej. System jest wyposażony w graficzny interfejs użytkownika do wygodnego i sprawnego przygotowywania ˙ plików wejściowych, do wielokrotnego uruchamiania kodeków wideo i do analizowania danych wyjściowych. Interfejs opiera się na podprogramach do formowania sekwencji wideo i plików konfiguracyjnych, do wsadowego uruchamiania koderów i do wydobywania informacji z plików wynikowych. Głównym celem pracy nad systemem było przyspieszenie eksperymentów nad kodowaniem obrazu reprezentowanego jako sekwencja wideo złożona z jego składowych polifazowych. System umożliwił eksperymentalne sprawdzenie, że podobnie jak H.264, standard HEVC może skutecznie przetwarzać obrazy zdecymowane, ale wymaga to zoptymalizowania kodów entropijnych.

Słowa kluczowe

EN

video; image; coding; compression; codec; HEVC; H.264; MPEG4 AVC; polyphase; decomposition

PL

wideo; obraz; kodowanie; kompresja; kodek; HEVC; H.264; dekompozycja składowa polifazowa

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Białostockiej
• Czasopismo: Advances in Computer Science Research
• Rocznik: 2016
• Tom: Nr 13
• Strony: 59--73
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Parfieniuk M.

• Faculty of Computer Science, Bialystok University of Technology, Białystok, Poland

autor

Szpakowicz A.

• Faculty of Computer Science, Bialystok University of Technology, Białystok, Poland

Bibliografia

• [1] A. Al, B. P. Rao, S. S. Kudva, S. Babu, S. David, and . Ajit V. Rao. Quality and complexity comparison of H.264 intra mode with JPEG2000 and JPEG. In Proc. IEEE Int. Conf. Image Process. (ICIP), pages 525–528, Singapore, 24-27 Oct. 2004.
• [2] Q. Cai, L. Song, G. Li, and N. Ling. Lossy and lossless intra coding performance evaluation: HEVC, H.264/AVC, JPEG 2000 and JPEG LS. In Proc. Asia-Pacific Signal & Information Process. Association Annual Summit and Conf. (APSIPA ASC), pages 1–9, Hollywood, CA, 3-6 Dec. 2012.
• [3] P. Hanhart, M. Rerabek, P. Korshunov, and T. Ebrahimi. Subjective evaluation of HEVC intra coding for still image compression. In Proc. 7th Int. Workshop Video Process. Quality Metrics Consumer Electronics (VPQM), pages 58–63, Scottsdale, Arizona, USA, Jan. 30-Feb. 1 2013.
• [4] M. M. Hannuksela, J. Lainema, and V. K. M. Vadakital. The High Efficiency Image File format standard. IEEE Signal Process. Mag., 32(4):150–156, July 2015.
• [5] F. Liang, X. Peng, and J. Xu. A light-weight HEVC encoder for image coding. In Proc. Visual Communications Image Process. (VCIP), pages 1–5, Kuching, Malaysia, 17–20 Nov. 2013.
• [6] D. Marpe, V. George, H. Cycon, and K. Barthel. Performance evaluation of Motion-JPEG2000 in comparison with H.264/AVC operated in pure intra coding mode. Proc. SPIE, 5266 (Wavelet Applications in Industrial Process.):129– 137, 2004.
• [7] D. Marpe, V. George, and T. Wiegand. Performance comparison of intra-only H.264/AVC HP and JPEG2000 for a set of monochrome ISO/IEC test images: Contribution JVT ISO/IEC MPEG and ITU-T VCEG. Technical Report JVT M-014, Oct. 2004.
• [8] L. Milic.´ Multirate filtering for digital signal processing: MATLAB applications. Information Science Reference / IGI Global, Hershey, PA, 2009.
• [9] T. Nguyen, P. Helle, M. Winken, B. Bross, D. Marpe, H. Schwarz, and T. Wiegand. Transform coding techniques in HEVC. IEEE J. Sel. Topics Signal Process., 7(6):978–989, Dec. 2013.
• [10] T. Nguyen and D. Marpe. Performance analysis of HEVC-based intra coding for still image compression. In Proc. Picture Coding Symp. (PCS), pages 233– 236, Cracow, Poland, 7-9 May 2012.
• [11] T. Nguyen and D. Marpe. Objective performance evaluation of the HEVC Main Still Picture Profile. IEEE Trans. Circuits Syst. Video Technol., 25(5):790–797, May 2015.
• [12] M. Parfieniuk. Polyphase components of an image as video frames: a way to code still images using H.264. In Proc. 2012 Picture Coding Symposium (PCS), pages 189–192, Cracow, Poland, 7-9 May 2012.
• [13] M. Parfieniuk. Wavelet-Like Lifting-Based Transform for Decomposing Images in Accordance with the Inter-prediction Principles of Video Coding, volume 9280 of Lecture Notes in Computer Science (LNCS), pages 162–171. Springer, 2015.
• [14] K. R. Rao, D. N. Kim, and J. J. Hwang. Video coding standards: AVS China, H.264/MPEG-4 PART 10, HEVC, VP6, DIRAC and VC-1. Springer, 2014.
• [15] I. E. G. Richardson. The H.264 advanced video compression standard. Wiley, 2 edition, 2010.
• [16] G. Sullivan and S. Estrop. Recommended 8xbit YUV formats for video rendering. Technical report, Microsoft, 2008.
• [17] G. J. Sullivan, J.-R. Ohm, W.-J. Han, and T. Wiegand. Overview of the High Efficiency Video Coding (HEVC) standard. IEEE Trans. Circuits Syst. Video Technol., 22(12):1649–1668, Dec. 2012.
• [18] V. Sze, M. Budagavi, and G. J. Sullivan, editors. High Efficiency Video Coding (HEVC): algorithms and architectures. Springer, 2014.
• [19] T. Tran, L. Liu, and P. Topiwala. Performance comparison of leading image codecs: H.264/AVC Intra, JPEG2000, and Microsoft HD Photo. Proc. SPIE, 6696 (Applications of Digital Image Processing XXX):66960B, 2007. doi:10.1117/12.775472.
• [20] P. P. Vaidyanathan. Multirate digital filters, filter banks, polyphase networks, and applications: A tutorial. Proc. IEEE, 78(1):56–93, Jan. 1990.
• [21] M. Wien. High Efficiency Video Coding: coding tools and specification. Springer, 2015.
• [22] A. Zaghetto and R. L. de Queiroz. Segmentation-driven compound document coding based on H.264/AVC-Intra. IEEE Trans. Image Process., 16(7):1755– 1760, July 2007.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).