Transmisyjne zastosowanie progresywnego kodeka falkowego Autor: Paweł Hałasa Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej Promotor: dr hab. inż. Artur Przelaskowski
Plan prezentacji Cel pracy Środowisko pracy i użyte narzędzia JPEG2000 Progresywny internetowy kodek falkowy Transmisja przez sieć: Protokół SITP i JPIP Zwiększenie efektywności: Konturlety Implementacja przykładowego systemu Bibliografia
Cel pracy Zaprojektowanie i implementacja systemu do wydajnej transmisji obrazów przez Internet z możliwością jego interaktywnie sterowanej progresywnej rekonstrukcji w trakcie przesyłania
Środowisko pracy Język programowania Java 5.0 Narzędzia wspomagające optymalizację wydajności Java Performance TC, JProfiler, YourKit Java Profiler Wzorcowa implementacja JPEG2000 JJ2000
JPEG2000 Szeroki zasób obsługiwanych obrazów obrazy naturalne, medyczne, grafiki komputerowe, czarno-białe z tekstem Duża efektywność kompresji Kompresja stratna-do-bezstratnej Progresywny charakter strumienia danych progresja nastawiona na jakość lub rozdzielczość Regiony zainteresowań Reprezentacja wielorozdzielcza Otwarta architektura optymizacja systemu dla konkretnego typu obrazów i aplikacji
JPEG2000 Part 1, Core coding system (intended as royalty and license-fee free - NB NOT patent-free) Part 2, Extensions (adds more features and sophistication to the core) Part 3, Motion JPEG 2000 Part 4, Conformance Part 5, Reference software (Java and C implementations are available) Part 6, Compound image file format (document imaging, for pre-press and fax-like applications, etc.) Part 7 has been abandoned Part 8, JPSEC (security aspects) Part 9, JPIP (interactive protocols and API) Part 10, JP3D (volumetric imaging) Part 11, JPWL (wireless applications) Part 12, ISO Base Media File Format (common with MPEG-4)
Progresywny internetowy kodek falkowy Bazuje na oficjalnej implementacji (JJ2000) Zmieniony sposób reprezentacji i wymiany wewnętrznych danych Podział na wątki Progresywna rekonstrukcja obrazu Współpraca z licznymi protokołami sieciowymi Poprawiona efektywność zużycia pamięci operacyjnej Zoptymalizowana wydajność
Progresywna rekonstrukcja obrazu Po 0.5% Po 2% Po 100%
Transmisja przez sieć (TCP/IP) Popularne protokoły oparte na TCP/IP HTTP FTP File JAR
Transmisja przez sieć (Simple Image Transmission Protocol) Medical Order Reports Reports Registration Central Unit (medical center) Laboratory System/database Analyses Room Exam. Regist. Results Analyses Stuff Patients Results Medical Issue Client (specialist) Wi-Fi Mobile Client Client Indexing Retrieval engine Reference database Interactive codec and data transmission protocols
Transmisja przez sieć (Simple Image Transmission Protocol) Wydajny strumień przesyłania obrazów Oparty na UDP Informacje o charakterze danych w nagłówku Brak konieczności wysyłania potwierdzeń za każdym razem gdy dostarczono pakiet potwierdzenia zbiorowe Nieznacząca kolejność otrzymanych pakietów Elastyczne połączenie sterujące Oparte na TCP/IP Instrukcje sterujące w postaci XML
Transmisja przez sieć (Simple Image Transmission Protocol) Każdy pakiet jest samoopisujący się. Zawiera pełne informację o umiejscowieniu zawartych w nim danych.
Protokół JPIP Definiuje szczegółowo strukturę pakietów ale nie narzuca protokołu JPIP transmisji HTTP TCP UDP Określa 2 alternatywne rodzaje strumieni: JPP i JPT Nie definiuje sposobu rekonstrukcji obrazu IP
Konturlety Zastąpienie jednowymiarowego jądra transformacji jądrem dwuwymiarowym Konieczność modyfikacji struktur danych Lepsze odwzorowanie krawędzi skośnych i zaokrąglonych
Konturlety
Konturlety
Implementacja systemu Applet poprzez WWW Narzędzie do konsultacji radiologicznej Medicine e-learning
Podsumowanie Opracowano: Kodek progresywny JPEG2000 Protokół SITP Applety do transmisji obrazów w Internecie Wstępne testy Plany: Pełna implementacja SITP z uwzględnieniem JPIP Doskonalenie kodeka JPEG2000 pod względem wydajności i zużycia pamięci Implementacja dekompozycji konturletowej Budowa pełnego systemu telemedycznego (Szpital Wolski)
Literatura JPEG 2000 IMAGE CODING SYSTEM. JPEG 2000 FINAL COMMITTEE DRAFT VERSION C. Christopoulos, A. Skodras, T. Ebrahimi The JPEG2000 still image coding system: An overview A. Przelaskowski, D. Rives -Wstęp do standardu JPEG2000 D. S. Taubman, M. W. Marcellin -JPEG2000. Image compression fundamentals, standards and practice A. Przelaskowski -Kompresja danych obrazowych K. Sayood -Introduction to data compression. W. Skarbek - Multimedia: algorytmy i standardy kompresji B. Vidakovic, P. Muller - Wavelets for kids J. T. Białasiewicz -Falki i aproksymacje
Adresy internetowe www.jpeg.org Oficjalna strona Joint Photographic Experts Group java.sun.com Produkty i technologie Java datacompression.info Wortal poświęcony kompresji obrazów jj2000.epfl.ch Oficjalna strona biblioteki JJ2000
I najważniejszy http://www.ire.pw.edu.pl/~phalasa/
Koniec Dziękuję za uwagę