Two-Channel Multiwavelet Transform and Pre/Post-Filtering for Image Compression

영상 데이터 압축을 위한 2-채널 멀티웨이브렛 변환과 전후처리 필터의 적용

Two-channel multiwavelet system is investigated for image compression application in this paper. Generally, multiwavelets are known for their superb capability of compressing non-stationary signals like voice. However, multivavelet system have a critical problem in processing and compressing image data due to mesh-grid visual artifacts. In our two-channel multiwavelet system we have investigated incorporation of pre and post filtering to the multiwavelet transform and compression system for alleviating those ingerent visual artifacts due to multiwavelet effect. In addition, to quantify the image data compression performance of proposed multiwavelet system, computer simulations have been performed using various image data. For bit allocation and quantization, the Lagrange multiplier technique considering data rate vs. distortion rate along with a nonlinear companding method are applied equallly to all systems considered, here. The simulation results have yielded 1 ~ 2 dB compression enhancement over the scalar savelet systems. If the more advanced compression methods like SPIHT and run-length channel coding were adopted for the proposed multiwavelet system, a much higher compression gain could be obtained.

본 논문에서는 영상 데이터 압축을 위하여 2- 채널 멀티웨이브렛 변환을 적용하였다. 멀티웨이브렛 시스템은 음성 데이터 등의 비정상적인 신호의 압축에 스칼라 웨이브렛 시스템을 능가하는 우수한 성능을 나타내는 것으로 알려져 있으나 2차원 데이터인 영상 데이터의 경우에는 멀티웨이브렛 시스템 특유의 시각적 격자 오류가 발생하는 문제가 있다. 본문의 멀티웨이브렛 변환 및 압축 시스템에서는 멀티웨이브렛 효과에 의하여 발생하는 격자 오류를 제거하기 위하여 전후처리 필터링을 멀티웨이브렛 변환 및 압축 시스템에 접목하는 방법을 제시하였다. 또한, 제안한 시스템의 성능을 검증하기 위하여 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였으며 영상 데이터의 압축 기능 측면에서 스칼라 웨이브렛 시스템과 비교하였다. 이때, 비트 할당과 양자화를 위해서 전송율 결과는 제안한 멀티웨이브렛 변화 및 압축 시스템이 스칼라 웨이브렛 시스템 보다 영상 압축 성능 측면에서 1 ~ 2 dB 우수한 것으로 나타났다. 만약 SPIHT과 run-length 채널 부호화 기법 등의 우수한 압축 기술을 멀티웨이브렛 변환 시스템에 적용한다면 더욱 우수한 성능 개선 효과를 기대할 수 있을 것으로 사료된다.