Технические средства сжатия данных
Сжатие биомедицинских данных и изображений в телемедицинских системах может осуществляться как программными средствами, так и с помощью специализированных микросхем, реализующих тот или иной алгоритм сжатия.
Учитывая, что в телемедицинских системах происходит обработка и передача самой разнообразной информации и, соответственно, используются самые различные алгоритмы сжатия, ограничимся рассмотрением в качестве примера микросхемы мультиформатного видеокодека ADV601 фирмы Analog Devices /29/. В ADV601 для сжатия используется алгоритм, основанный на wavelet преобразовании. Аналогичный алгоритм сжатия применяется в PACS Synapse, созданной компанией Fujifilm для работы с медицинскими изображениями. В PACS Synapse предусмотрены три степени сжатия:1) исходная версия сжимается без потерь с коэффициентом 2;
2) клиническая версия- средняя степень сжатия (wavelet преобразование);
3) справочная версия- высокая степень сжатия (wavelet преобразование).
С помощью wavelet преобразования можно сжимать файлы с большим коэффициентом, чем с помощью широко распространенного алгоритма JPEG, и с лучшим качеством. По своим характеристикам wavelet алгоритм близок к MPEG. Основное отличие заключается в том, wavelet не является блочным алгоритмом (в MPEG каждый кадр разбивается на блоки 8x8 пикселей), а работает сразу над всем полем, что устраняет межблочные искажения при больших коэффициентах компрессии. Описание принципа работы алгоритма wavelet сжатия можно найти в /30/.
Видеокодек ADV601 поддерживает все форматы видео с черезстрочной разверткой и работает в двух основных режимах- с малым коэффициентом сжатия (4:1) без потери качества изображения, а также большим коэффициентом (350:1) с
допустимыми потерями качества. Функциональная схема ADV601 приведена на рисунке 26.
Рисунок 26- Функциональная схема видеокодека ADV601
Алгоритм работы ADV601 (рис. 27) заключается в следующем.
Над полукадром видеосигнала производится wavelet-преобразование в горизонтальном и вертикальном направлениях при помощи пары биортогональных фильтров. На выходе банка wavelet фильтров формируется набор частотных составляющих. Эти составляющие поступают на адаптивный квантователь. Квантование построено на основе модели зрения человека, позволяющей выбирать оптимальные уровни квантования на основе распределения энергии и минимаксных значений пикселей в блоках, полученных из исходного изображения на выходе фильтров. Сама модель основана на том, что глаз человека не может различать высокочастотные составляющие изображения с такой же точностью, как низкочастотные. Параметры модели вычисляются внешним хосткомпьютером или DSP и передаются в кодер.
Рисунок 27- Структурная схема кодирующей и декодируещей части ADV601 С выхода квантователя данные поступают на блок энтропийных кодеров. Блок энтропийных кодеров включает в себя два кодера реализующих алгоритм Хаффмана и алгоритм длин серий (RLE). Коэффициент сжатия энтропийными кодерами зависит от содержания высокочастотных составляющих в исходном изображении и может меняться для типичного видеосигнала от 2:1 до 5:1. Соответственно, будет изменяться скорость цифрового потока, что необходимо учитывать при выборе пропускной способности канала связи.
Рекомендуемая производителем схема включения ADV601 приведена на рисунке 28.
Рисунок 28- Схема включения ADV601
Здесь ASIC (Application-specific integrated circuit)- интегральная схема, специализированная для решения конкретной задачи, ADSP21xx- сигнальный процессор, SAA7110- преобразователь аналогового видеосигнала в цифровой.
3.3.
Еще по теме Технические средства сжатия данных:
- Технические средства реабилитации инвалидов
- Технические средства телемедицинских систем.
- Технические средства биологического нападения
- Технические средства разведки армий НАТО
- Программные средства анализа данных
- 6.4.Технические средства специальной обработки
- Тема № 13: «Технические средства индивидуальной защиты»
- Гидролиз микробных полинуклеотидов (РНК) с получением продуктов технического и пищевого назначения и субстанций для синтеза лекарственных средств
- 2.4. Программные средства обработки и анализа медицинских данных
- алгоритмы сжатия видеоинформации
- 2.2. Обоснование требований и разработка предложений по техническому облику и структуре принципиально нового средства автоматизированного оперативного экологического контроля - СПК. Базовый состав СПК.
- Улучшение материально-технического обеспечения Службы, проведение ее технического переоснащения
- Методы сжатия изображений
- Методы сжатия аудиоданных,
- Старцев Евгений Александрович. НЕЧЕТКИЕ НЕЙРОСЕТЕВЫЕ МОДЕЛИ В ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ПОДДЕРЖКЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЗАБОЛЕВАНИЙ ВОДИТЕЛЕЙ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ ЭКСТРЕННЫХ СЛУЖБ. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. КУРСК- 2018, 2018