Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Lossless CFA image compression algorithm for wireless capsule endoscopy

Wieczorek Błażej, Turcza Paweł

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 6

220--224

EN

This paper presents hardware-oriented lossless color filter array (CFA) image compression algorithm. Presented algorithm and hardware implementation in Verilog Hardware Description Language are based on existing solutions with additional elements increasing the efficiency of the algorithms. In particular, the new method of parameter values calculation for the Golomb-Rice encoding and the zero run-length encoding has been added. HDL code was written without any primitives, so it can be synthesized independently for each platform. In exchange for a slight increase in computational complexity, it was possible to reduce required bit rate by an average of 7.2% when testing on a set containing endoscopy images. This paper presents elements of other work on which the algorithm is based and characterizes specific optimizations and their impact on the final algorithm result. Finally, these results will be compared with other available solutions.

PL

W artykule przedstawiono sprzętowo zorientowany algorytm bezstratnej kompresji obrazów w formacie color filter array (CFA). Przedstawiony algorytm oraz implementacja sprzętowa w języku opisu sprzętu Verilog bazują na istniejących rozwiązaniach dodając do nich dodatkowe elementy zwiększające efektywność algorytmów. W szczególności zastosowano nową metodę obliczania wartości parametrów dla kodowania Golomba-Rice’a oraz dodano kodowania długości ciągu zer. Kod HDL został napisany bez żadnych predefiniowanych bloków, dzięki temu może być syntezowany niezależnie dla każdej platformy. W zamian za niewielki wzrost złożoności obliczeniowej udało się zwiększyć zredukować wymaganą przepływność łącza średnio o 7.2% na zbiorze testowym zawierającym obrazy z endoskopii. W artykule przedstawiono elementy innych prac, na których opiera się algorytm, oraz scharakteryzowano poszczególne optymalizacje i ich wpływ na ostateczny wynik algorytmu. Na koniec wyniki te zostaną porównane z innymi dostępnymi rozwiązaniami.

2

On hardware implementation of the Context-based Lossless Audio Codec

Ulacha G., Mąka T., Dziurzański P.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2014

|

R. 60, nr 7

507--509

EN

A modification of the most efficient version of MPEG4 Lossless Audio with extension of the RLS (Recursive Least Square) and NLMS (Normalized Least-Mean-Square) blocks is described in the paper. Moreover, a segmentation block influencing the selection of proper predictive modelling parameters is introduced. These blocks have been implemented in hardware description language ImpulseC and synthesised into a reprogrammable device from the Xilinx Virtex5 family.

PL

W pracy zaprezentowano rozwinięcie najwydajniejszej wersji MPEG4 Lossless Audio przez rozbudowanie bloków RLS (Recursive Least Square) i NLMS (Normalized Least-Mean-Square), wprowadzając przy tym blok segmentacji wpływający na dobór odpowiednich parametrów modelowania predykcyjnego. Zwiększono nie tylko rząd predykcji w poszczególnych blokach modelowania, ale też rozwinięto metodę NLMS do ES-NLMS i dobrano eksperymentalne wartości współczynników uczących, a także odpowiednie proporcje liczby współczynników predykcji w trybie stereo. Ponadto opracowano własny blok adaptacyjnego kodera arytmetycznego, w którym wykorzystano adaptacyjne kodowanie Golomba-Rice'a. Każdy z tych bloków został przygotowany do potrzeb implementacji sprzętowej. Bloki RLS i NLMS wykorzystują dane pochodzące z modułu segmentacji, co ma pozytywny wpływ na efektywność kompresji. Głównym zadaniem bloku segmentacji jest wydzielenie segmentów różniących się zawartością akustyczną. Wykorzystano na tym etapie dwa podejścia do segmentacji – pierwsze z nich realizuje podejście polegające na porównywaniu sąsiednich ramek sygnału w przestrzeni cech składającej się z 12 współczynników MFCC (Mel-Frequency Cepstral Coefficients) i drugie polegające na ocenie dwóch modeli w przestrzeni cech w użyciem typowego podejścia opartego o Bayesowskie kryterium informacyjne. Wyniki uzyskane z obu technik są następnie łączone w celu kompensacji potencjalnych błędów określających granice segmentów. Dla każdego z uzyskanych segmentów wyznaczany jest uśredniony wektor cech MFCC, który dostarczany jest do bloków RLS i NLMS jako źródło do określania kontekstu. Bloki funkcjonalne zostały zaimplementowane w języku opisu sprzętu ImpulseC oraz dokonano syntezy do układu reprogramowalnego z rodziny Xilinx Virtex5.

3

Lossless audio compression with a switched prediction model

Ulacha G., Mąka T., Dziurzański P.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

R. 59, nr 8

824--826

EN

In this paper there is described a possibility of context switching into a lossless compression system. The context is determined based on the features of the previous signal samples. Each context is associated with an individual predictor. The idea of context switching allows us to choose one of the set of a few predictor models individually for each sample instead of each frame. Consequently, the system adjusts fast in case of rapid signal changes. The system was implemented using the ImpulseC hardware description language and implemented on an FPGA platform.

PL

W nowoczesnych metodach kompresji audio wykorzystuje się zwykle dwa etapy: dekompozycję danych, a następnie kompresję jedną z wydajnych metod entropijnych. Najczęściej do modelowania służy typowy predyktor liniowy rzędu r, który jest wartością przewidywaną aktualnie kodowanej próbki na podstawie r poprzednich próbek sygnału. Kluczową rolę odgrywa tu sposób doboru współczynników danego modelu. Mogą być one ustalone na stałe, statyczne w obrębie jednej kodowanej ramki, jak i w pełni adaptacyjne. Główną propozycją wzrostu efektywności kompresji zaprezentowaną w tej pracy jest wprowadzenie przełączania kontekstów, które wyznacza się na podstawie cech sygnału poprzednich próbek. Każdemu kontekstowi przypisany jest indywidualny predyktor. W artykule przedstawiono podział na 2 oraz 3 konteksty (tab. 1). Przedstawiono metodę statyczną uwzględniającą zależności międzykanałowe, a także kodowanie międzykanałowe z przełączaniem kontekstów. Aby sprawdzić możliwości uogólnienia i uproszczenia pomiarów, wybrano zestaw utworów muzycznych. Proponowana metoda w 60% przypadków skutkowała zmniejszeniem średniej bitowej. Dysponując pełnym zestawem wyników użycia 140 deskryptorów dla wybranych utworów, można spróbować wybrać kilka deskryptorów dających najlepsze rezultaty, a następnie zastosować je do innych utworów testowych. Zaproponowany algorytm został zaimplementowany w układzie FPGA z rodziny Virtex 5 wykorzystując język opisu sprzętu ImpulseC (tab. 3).

4

System-level perspective of computation and communication refinement for a subpredictor-blending-based compression system

Dziurzański P., Ulacha G.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2007

|

Vol. 48, nr 12

86-89

EN

The Electronic System Level (ESL) for modeling an architecture for lossless compression system on subpredictors blending is presented in this paper. We describe the reasons why system-level languages are appropriate for the design and provide some additional information on the state-of-the art synthesis from SystemC, the most popular ESL language. A brief description of the used compression technique has been provided, as well as some details on the Network-on-Chip architecture with packet-switching approach, utilized in the design. Experimental results show that the proposed algorithm is suitable for hardware realization and that the ESL synthesis is stable enough to apply it for similar projects.

PL

Opisano zastosowanie modelowania na elektronicznym poziomie systemowym ESL (ang. Electronic-System-Level) do projektowania architektury systemu bezstratnej kompresji danych, wykorzystującej metodę mieszania predyktorów. Przedstawiono powody, dla których poziom ESL jest odpowiedni dla projektu i dostarczono informacji na temat najpopularniejszego obecnie języka modelowania na poziomie ESL - SystemC. Opisano również pokrótce stosowaną metodę kompresji, a także paradygmat sieci wewnątrzukładowych (ang. Network-on-Chip), wykorzystujących przełączanie pakietów. Przedstawione badania eksperymentalne pokazują, że zaproponowany algorytm można korzystnie zaimplementować w sprzęcie oraz że synteza sprzętowa z poziomu ESL jest wystarczająco stabilna i możliwa do zastosowania w przypadku podobnych zadań.