Метод скорочення інформаційної надмірності цифрових зображень для хмарних сховищ

DOI: 10.31673/2412-9070.2020.060814

Анотація

Розглянуто актуальне питання пошуку нових ефективних і вдосконалення наявних широко поширених методів стиснення з метою зменшення обчислювальної складності та підвищення якості відновлюваних за образами стиснення зображень у реальному масштабі часу, що має важливе значення для впровадження хмарних технологій. Наведено постановку завдання: для підвищення ефективності застосування хмарних сховищ потрібне визначення способів скорочення інформаційної надмірності цифрових зображень методами фрактального стиснення відеоконтенту, вироблення рекомендацій щодо можливостей застосування реалізації цих методів для розв’язання різних практичних задач. Обґрунтовано необхідність зберігання відеоінформації високої якості в нових форматах HDTV 2k, 4k, 8k у хмарних сховищах для задоволення наявних потреб користувачів. Показано, що під час оброблення і передавання відеоінформації високої якості є проблема скорочення надмірності обсягу відеоданих (стиснення зображення) за умови збереження потрібної якості зображення, що відновлюється в користувача. Визначено, що в хмарних сховищах поява такої проблеми історично пов'язана з протиріччям між вимогами споживачів до якості зображення та потрібними для цієї якості обсягами і способами зниження надмірності відеоданих, що передаються по каналах зв‘язку та обробляються в серверах центрів оброблення даних. Розв’язання цієї проблеми традиційно міститься в площині пошуку ефективних технологій стиснення, архівування та компресії відеоінформації. Проаналізовано методи стиснення відео та технології цифрової компресії відеосигналу, що дає можливість скоротити кількість даних, які використовуються для подання відеопотоку. Запропоновано підходи до стиснення зображення в хмарних сховищах за умов збереження або незначного зменшення кількості даних, які забезпечують під час відновлення в користувача задану якість відновленого зображення. Надано класифікацію спеціальних методів стиснення без втрат та з втратами інформації. На основі виконаного аналізу встановлено доцільність застосування спеціальних методів стиснення з втратами інформації для зберігання відеоінформації високої якості в нових форматах HDTV 2k, 4k, 8k у хмарних сховищах. Обґрунтовано застосування оброблення відеозображень, а також їх кодування та стиснення на основі фрактального стиснення зображень. Надано рекомендації щодо впровадження цих методів.

Ключові слова: хмарні сховища; надмірність цифрових зображень; фрактальне стиснення зображення.

Список використаної літератури
1. Сэломон Д. Сжатие данных, изображений и звука. Москва: Техносфера, 2004. 368 с.
2. Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений / пер. с англ. Москва: Техносфера, 2006. 1072 с.
3. Тропченко А. Ю., Тропченко А. А. Методы сжатия изображений, аудиосигналов и видео: учеб. пособ. СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. 108 с.
4. Fractal Image Encoding and Analysis / edited by Y. Fisher. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 1998. 368 p.
5. Федер Е. Фракталы / пер. с англ. Москва: Мир, 1991. 254 с.
6. Batchelor B. G., Whelan P. F. Intelligent Vision Systems for Industry / Springer, 2002. 473 p.
7. Shannon C. E. Communication Theory of Secrecy Systems // Bell System Technical Journal. 1949.
8. Аффинность [Електронний ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki (Дата перегляду 30 жовтня 2020 р.).
9. Надмірність інформації [Електронний ресурс]. URL: https://uk.wikipedia.org/wiki (Дата перегляду 30 жовтня 2020 р.).
10. Аттрактор [Eлектронний ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki (Дата перегляду 30 жовтня 2020 р.).
11. Алгоритм фрактального сжатия [Електронний ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki (Дата перегляду 30 жовтня 2020 р.).
12. Сжимающее отображение [Електронний ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ (Дата перегляду 30 жовтня 2020 р.).
13. Крылов Е. В., Аникин В. К., Аникина Е. В. Исследование вейвлетного метода сжатия изображений для повышения быстродействия веб приложений // Адаптивнi системи автоматичного управлiння. 2013. № 2(23). С. 35–40.
14. Уэлстид С. Фракталы и вейвлеты для сжатия изображений в действии. Москва: Триумф, 2003. 320 с.
15. Мюррей Д., Ван Райпер У. Энциклопедия форматов графических файлов / пер. с англ. Київ: BHV, 1997. 672 с.