Κωδικοποίηση ιατρικών εικόνων με το πρότυπο JPEG-2000.

Abstract

Ο σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι να διερευνήσουμε πιθανή ύπαρξη υπεροχής του προτύπου συμπίεσης εικόνων (Jpeg 2000), έναντι του ευρέως διαδεδομένου (Jpeg), κυρίως στη συμπίεση ιατρικών εικόνων (X-ray, Ultrasound) με την παράθεση αποτελεσμάτων σύγκρισης, μέσω της χρήσης του δείκτη PSNR (Peak Signal - to - Noise Ratio). Συγκεκριμένα, στα πρώτα δύο κεφάλαια, θα γίνει μια ανάλυση των αρχιτεκτονικών και των δομών των δύο προτύπων συμπίεσης, χωριστά για το κάθε ένα. Θα μιλήσουμε για την κωδικοποίηση των εικόνων και για την ποιότητα συμπίεσης τους. Στο τρίτο και τελευταίο κεφάλαιο, θα προχωρήσουμε στην ουσία της εργασίας, η οποία είναι η ένα προς ένα σύγκριση των δύο προτύπων, σε φυσικές αλλά κυρίως σε ιατρικές εικόνες. Στο συγκεκριμένο κεφάλαιο, θα δείξουμε πόσο αποτελεσματικότερη είναι η συμπίεση για τις ιατρικές εικόνες σε σχέση με τις φυσικές και σε πόσο υψηλό βαθμό μπορεί να φτάσει αυτή η συμπίεση. Με τη χρήση των εφαρμογών Matlab R2009a, Morgan JPEG Toolbox V2, Irfanview v4.25, θα επιχειρήσουμε αρχικά, διάφορους τυχαίους βαθμούς συμπίεσης, καταγράφοντας το οπτικό αλλά και το “πειραματικό” αποτέλεσμα (PSNR) και στη συνέχεια, θα επιχειρήσουμε τους μέγιστους βαθμούς συμπίεσης των προς μελέτη, ιατρικών και φυσικών εικόνων. Κι εδώ με τη βοήθεια του δείκτη PSNR που αναφέραμε παραπάνω και τη χρήση της εφαρμογής Matlab r2009a, θα μπορούμε να παραθέσουμε με ακρίβεια τη διαφορά ποιότητας, μεταξύ των συμπιεσμένων εικόνων.

The purpose of this thesis is to investigate the possible existence of primacy of the Jpeg 2000 image compression standard, over the widespread (Jpeg), mainly for medical image compression (X-ray, Ultrasound) with the quote of the comparison results through the use of PSNR (Peak Signal - to - Noise Ratio). Specifically, there will be an analysis of the architecture and structures of the two compression standards separately for each, in the first two chapters. We will discuss about the coding of images and the compression quality. In the third and final chapter, we will proceed to the essence of this thesis, which is the one to one comparison of the two standards, on natural but mostly on medical images. In this chapter, we will show how effective the compression of medical images is, in relation to natural ones and how high compression level can be achieved. Using the applications Matlab R2009a, Morgan JPEG Toolbox V2, Irfanview v4.25, we will try at first, in several random levels of compression, registering the optical and the "experimental" result (PSNR) and then we will attempt the greatest compression ratio on the medical and natural images that have been studied. Here, also using the PSN Ratio as mentioned above and using the application Matlab r2009a, we will be able to present with accuracy the difference in quality between the compressed images.