Analysis of the potential efficiency of post-filtering noisy images after lossy compression

An increase in the number of images and their average size is the general trend nowadays. This increase leads to certain problems with data storage and transfer via communication lines. A common way to solve this problem is to apply lossy compression that provides sufficiently larger compression rat...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2023
Автори:	Kovalenko, Bogdan, Rebrov, Volodymyr, Lukin, Volodymyr
Формат:	Стаття
Мова:	English
Опубліковано:	Scientific Centre for Aerospace Research of the Earth Institute of Geological Science National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine 2023
Теми:	grayscale images lossy image compression optimal operation point BPG coder post-filtering DCT-based filter зображення у градаціях сірого стиснення зображень із втратами оптимальна робоча точка кодер BPG пост фільтрація фільтр на основі ДКП
Онлайн доступ:	https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/231
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Ukrainian Journal of Remote Sensing of the Earth

Репозитарії

Ukrainian Journal of Remote Sensing of the Earth

id	uajuacgovua-article-231
record_format	ojs
institution	Ukrainian Journal of Remote Sensing of the Earth
collection	OJS
language	English
topic	grayscale images lossy image compression optimal operation point BPG coder post-filtering DCT-based filter зображення у градаціях сірого стиснення зображень із втратами оптимальна робоча точка кодер BPG пост фільтрація фільтр на основі ДКП
spellingShingle	grayscale images lossy image compression optimal operation point BPG coder post-filtering DCT-based filter зображення у градаціях сірого стиснення зображень із втратами оптимальна робоча точка кодер BPG пост фільтрація фільтр на основі ДКП Kovalenko, Bogdan Rebrov, Volodymyr Lukin, Volodymyr Analysis of the potential efficiency of post-filtering noisy images after lossy compression
topic_facet	grayscale images lossy image compression optimal operation point BPG coder post-filtering DCT-based filter зображення у градаціях сірого стиснення зображень із втратами оптимальна робоча точка кодер BPG пост фільтрація фільтр на основі ДКП
format	Article
author	Kovalenko, Bogdan Rebrov, Volodymyr Lukin, Volodymyr
author_facet	Kovalenko, Bogdan Rebrov, Volodymyr Lukin, Volodymyr
author_sort	Kovalenko, Bogdan
title	Analysis of the potential efficiency of post-filtering noisy images after lossy compression
title_short	Analysis of the potential efficiency of post-filtering noisy images after lossy compression
title_full	Analysis of the potential efficiency of post-filtering noisy images after lossy compression
title_fullStr	Analysis of the potential efficiency of post-filtering noisy images after lossy compression
title_full_unstemmed	Analysis of the potential efficiency of post-filtering noisy images after lossy compression
title_sort	analysis of the potential efficiency of post-filtering noisy images after lossy compression
title_alt	Аналіз потенційної ефективності пост фільтрації зображень уражених шумом після стиснення з втратами
description	An increase in the number of images and their average size is the general trend nowadays. This increase leads to certain problems with data storage and transfer via communication lines. A common way to solve this problem is to apply lossy compression that provides sufficiently larger compression ratios compared to lossless compression approaches. However, lossy compression has several peculiarities, especially if a compressed image is corrupted by quite intensive noise. First, a specific noise-filtering effect is observed. Second, an optimal operational point (OOP) might exist where the quality of a compressed image is closer to the corresponding noise-free image than the quality of the original image according to a chosen quality metric. In this case, it is worth compressing this image in the OOP or its closest neighborhood. These peculiarities have been earlier studied and their positive impact on image quality improvement has been demonstrated. Filtering of noisy images due to lossy compression is not perfect. Because of this, it is worth checking can additional quality improvement be reached using such an approach as post-filtering. In this study, we attempt to answer the questions: “is it worth to post-filter an image after lossy compression, especially in OOP’s neighborhood? And what benefit can it bring in the sense of image quality?”. The study is carried out for better portable graphics (BPG) coder and the DCT-based filter focusing mainly on one-component (grayscale) images. The quality of images is characterized by several metrics such as PSNR, PSNR-HVS-M, and FSIM. Possible image quality increasing via post-filtering is demonstrated and the recommendations for filter parameter setting are given.
publisher	Scientific Centre for Aerospace Research of the Earth Institute of Geological Science National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine
publishDate	2023
url	https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/231
work_keys_str_mv	AT kovalenkobogdan analysisofthepotentialefficiencyofpostfilteringnoisyimagesafterlossycompression AT rebrovvolodymyr analysisofthepotentialefficiencyofpostfilteringnoisyimagesafterlossycompression AT lukinvolodymyr analysisofthepotentialefficiencyofpostfilteringnoisyimagesafterlossycompression AT kovalenkobogdan analízpotencíjnoíefektivnostípostfílʹtracíízobraženʹuraženihšumompíslâstisnennâzvtratami AT rebrovvolodymyr analízpotencíjnoíefektivnostípostfílʹtracíízobraženʹuraženihšumompíslâstisnennâzvtratami AT lukinvolodymyr analízpotencíjnoíefektivnostípostfílʹtracíízobraženʹuraženihšumompíslâstisnennâzvtratami
first_indexed	2024-04-21T19:48:22Z
last_indexed	2024-04-21T19:48:22Z
_version_	1796974998246653952
spelling	uajuacgovua-article-2312023-04-02T22:11:16Z Analysis of the potential efficiency of post-filtering noisy images after lossy compression Аналіз потенційної ефективності пост фільтрації зображень уражених шумом після стиснення з втратами Kovalenko, Bogdan Rebrov, Volodymyr Lukin, Volodymyr grayscale images lossy image compression optimal operation point BPG coder post-filtering DCT-based filter зображення у градаціях сірого стиснення зображень із втратами оптимальна робоча точка кодер BPG пост фільтрація фільтр на основі ДКП An increase in the number of images and their average size is the general trend nowadays. This increase leads to certain problems with data storage and transfer via communication lines. A common way to solve this problem is to apply lossy compression that provides sufficiently larger compression ratios compared to lossless compression approaches. However, lossy compression has several peculiarities, especially if a compressed image is corrupted by quite intensive noise. First, a specific noise-filtering effect is observed. Second, an optimal operational point (OOP) might exist where the quality of a compressed image is closer to the corresponding noise-free image than the quality of the original image according to a chosen quality metric. In this case, it is worth compressing this image in the OOP or its closest neighborhood. These peculiarities have been earlier studied and their positive impact on image quality improvement has been demonstrated. Filtering of noisy images due to lossy compression is not perfect. Because of this, it is worth checking can additional quality improvement be reached using such an approach as post-filtering. In this study, we attempt to answer the questions: “is it worth to post-filter an image after lossy compression, especially in OOP’s neighborhood? And what benefit can it bring in the sense of image quality?”. The study is carried out for better portable graphics (BPG) coder and the DCT-based filter focusing mainly on one-component (grayscale) images. The quality of images is characterized by several metrics such as PSNR, PSNR-HVS-M, and FSIM. Possible image quality increasing via post-filtering is demonstrated and the recommendations for filter parameter setting are given. Збільшення кількості зображень і їх розмірів є загальною тенденцією на сьогоднішній день, але це призводить до певних проблем із зберіганням і передачею такої кількості даних. Поширеним способом вирішення цієї проблеми є використання стиснення з втратами, яке має не тільки більший коефіцієнт стиснення в порівнянні з підходами без втрат, але також має кілька особливостей. По-перше, спостерігається специфічний ефект фільтрації шуму. По-друге, може існувати оптимальна робоча точка (OРТ), в якій якість стисненого зображення ближче до відповідного зображення без шумів відповідно до вибраного показника якості. У цьому випадку варто стиснути це зображення в області OРТ. Ці особливості були раніше вивчені і показали позитивні результати підвищення якості зображення. Але варто перевірити, чи можна додатково покращити якість шляхом використання пост-фільтрації. У цьому дослідженні ми намагаємося відповісти на запитання: «чи варто фільтрувати зображення після стиснення з втратами, особливо в околі ОРТ? Яку користь це може принести в сенсі якості зображення?». Дослідження проводиться для BPG-кодеру та фільтру на основі ДКП для адитивного білого шуму, зосередившись головним чином на однокомпонентних зображеннях в градаціях сірого. Якість зображення оцінюється кількома показниками, такими як PSNR, PSNR-HVS-M і FSIM. Продемонстровано можливе підвищення якості зображення за допомогою постфільтрації та надано рекомендації щодо кращого параметра фільтру. Scientific Centre for Aerospace Research of the Earth Institute of Geological Science National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine 2023-04-03 Article Article application/pdf https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/231 10.36023/ujrs.2023.10.1.231 Ukrainian journal of remote sensing; Vol. 10 No. 1 (2023); 11-16 Украинский журнал дистанционного зондирования Земли; Том 10 № 1 (2023); 11-16 Український журнал дистанційного зондування Землі; Том 10 № 1 (2023); 11-16 2313-2132 en https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/231/242 Copyright (c) 2023 Ukrainian journal of remote sensing

Analysis of the potential efficiency of post-filtering noisy images after lossy compression

Репозитарії

Схожі ресурси