Still Image Compression on Parallel Computer Architectures

فشرده‌سازی تصویر ثابت در معماری‌های کامپیوتری موازی کاربرد تکنیک‌های پردازش موازی برای فشرده‌سازی تصویر دیجیتال را بررسی می‌کند. فشرده سازی تصویر دیجیتال برای کاهش تعداد بیت های مورد نیاز برای ذخیره یک تصویر در حافظه کامپیوتر و/یا انتقال آن از طریق یک لینک ارتباطی استفاده می شود. در دهه گذشته، پیشرفت‌های فناوری، کاربردهای بسیاری از تصویربرداری دیجیتال، مانند ویدئوتکس عکس، انتشار رومیزی، هنرهای گرافیکی، فکس رنگی، انتقال عکس با سیم روزنامه و تصویربرداری پزشکی را ایجاد کرده است. برای بسیاری از کاربردهای معاصر دیگر، مانند سیستم های چند رسانه ای توزیع شده، انتقال سریع تصاویر ضروری است. هزینه دلار و همچنین هزینه زمانی انتقال و ذخیره سازی به طور مستقیم با حجم داده ها متناسب است. بنابراین، استفاده از تکنیک های فشرده سازی تصویر دیجیتال برای به حداقل رساندن هزینه ها ضروری می شود.
تعدادی از الگوریتم های فشرده سازی تصویر دیجیتال توسعه یافته و استاندارد شده اند. با موفقیت این الگوریتم‌ها، اکنون تلاش پژوهشی به سمت بهبود تکنیک‌های پیاده‌سازی سوق داده می‌شود. Joint Photographic Experts Group (JPEG) و Motion Photographic Experts Group (MPEG) سازمان های بین المللی هستند که استانداردهای فشرده سازی تصویر دیجیتال را توسعه داده اند. سخت افزار (تراشه های VLSI) که الگوریتم فشرده سازی تصویر JPEG را پیاده سازی می کنند در دسترس هستند. چنین سخت افزاری فقط مختص فشرده سازی تصویر است و نمی توان از آن برای سایر برنامه های پردازش تصویر استفاده کرد. ابزاری انعطاف‌پذیر برای اجرای الگوریتم‌های فشرده‌سازی تصویر دیجیتال هنوز مورد نیاز است. یک روش واضح برای پردازش برنامه های تصویربرداری مختلف بر روی پلت فرم های سخت افزاری با هدف عمومی، توسعه پیاده سازی نرم افزار است.
JPEG از یک بلوک 8 × 8 از نمونه های تصویر به عنوان عنصر اصلی برای فشرده سازی استفاده می کند. این بلوک ها به صورت متوالی پردازش می شوند. همیشه امکان وجود بلوک های مشابه در یک تصویر داده شده وجود دارد. اگر بلوک های مشابه در یک تصویر قرار دارند، فشرده سازی مکرر این بلوک ها ضروری نیست. با قرار دادن بلوک های مشابه در تصویر می توان سرعت فشرده سازی را افزایش داد و اندازه تصویر فشرده شده را کاهش داد. بر اساس این مفهوم، یک پیشرفت برای الگوریتم JPEG پیشنهاد شده است، به نام تکنیک مقایسه کننده Bock (BCT).
فشرده‌سازی تصویر ثابت در معماری‌های کامپیوتری موازی برای دانشجویان پیشرفته و متخصصان علوم کامپیوتر طراحی شده است. این مرجع جامع پایه‌ای برای درک تکنیک‌های فشرده‌سازی تصویر دیجیتال و معماری‌های موازی کامپیوتر فراهم می‌کند.

Still Image Compression on Parallel Computer Architectures investigates the application of parallel-processing techniques to digital image compression. Digital image compression is used to reduce the number of bits required to store an image in computer memory and/or transmit it over a communication link. Over the past decade advancements in technology have spawned many applications of digital imaging, such as photo videotex, desktop publishing, graphics arts, color facsimile, newspaper wire phototransmission and medical imaging. For many other contemporary applications, such as distributed multimedia systems, rapid transmission of images is necessary. Dollar cost as well as time cost of transmission and storage tend to be directly proportional to the volume of data. Therefore, application of digital image compression techniques becomes necessary to minimize costs.
A number of digital image compression algorithms have been developed and standardized. With the success of these algorithms, research effort is now directed towards improving implementation techniques. The Joint Photographic Experts Group (JPEG) and Motion Photographic Experts Group(MPEG) are international organizations which have developed digital image compression standards. Hardware (VLSI chips) which implement the JPEG image compression algorithm are available. Such hardware is specific to image compression only and cannot be used for other image processing applications. A flexible means of implementing digital image compression algorithms is still required. An obvious method of processing different imaging applications on general purpose hardware platforms is to develop software implementations.
JPEG uses an 8 × 8 block of image samples as the basic element for compression. These blocks are processed sequentially. There is always the possibility of having similar blocks in a given image. If similar blocks in an image are located, then repeated compression of these blocks is not necessary. By locating similar blocks in the image, the speed of compression can be increased and the size of the compressed image can be reduced. Based on this concept an enhancement to the JPEG algorithm is proposed, called Bock Comparator Technique (BCT).
Still Image Compression on Parallel Computer Architectures is designed for advanced students and practitioners of computer science. This comprehensive reference provides a foundation for understanding digital image compression techniques and parallel computer architectures.