МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
“ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ"
Кафедра Обчислювальна техніка та програмування
Спеціальність Системне програмування
До захисту допускаю
Завідувач кафедри
ДИПЛОМНИЙ ПРОЕКТ
Освітньо-каліфікаційного рівня спеціаліст
Тема проекту: Cистема стиснення відеоданих на основі аналізуентропійності
Харків 2009
1. Тема проекту Система стиснення відеоданих на основі аналізу ентропійності______________________________________________________
2. Зміст завдання Дослідити проблеми кодування відеоінформації, призначення й мету створення системи. Розробити загальну структуру програми та алгоритм. Розробити програмне забезпечення. Вивести результати роботи та тестування. Ознайомитись з питаннями охорони праці та навколишнього середовища. Зробити економічну оцінку проекту у вигляді бізнес-плану.
3. Вихідні дані для виконання проекту Айвазян С.А., Мхитарян.В.С. Прикладная статистика и основы эконометрики; Дидэ Э. и др. Методы анализа данных; Кричевский Р.Е. Сжатие и поиск информации; Куренков Н.И. Ананьев С.Н. Энтропийный подход к решению задач классификации многомерных данных; Левенштейн В.И. Об избыточности и замедлении разделимого кодирования натуральных чисел; Семенюк В.В. Применение вероятностного моделирования в методах экономного кодирования видеоинформации; Сакоян С.А. Об оптимальных разбиениях на градации в задачах классификации; Семенюк В.В. Экономное кодирование дискретной информации
4. Скласти звіт і виконати необхідні документи (програмні, плакати) відповідно до плану виконання дипломної роботи
Найменування програмного продукту "Графічний кодер чорно-білих зображень”. Розробляється для дипломного проекту "Система стиснення відеоданих на основі аналізу ентропійності".
Область застосування програмного продукту - вищі учбові заклади, книжкові та газетні видавництва, служби охорони, та державна служба безпеки. Програмний продукт дозволяє будь-які 256-кольорові чорно-білі зображення, які зберігаються у форматі. jpeg або. bmp, у зображення. bmp з меншою кількістю кольорів (від 2 до 16) із зберіганням інформативності зображення. Для покращення результатів обробка зображення виконується декількома методами, з метою отримати найбільш вигідне зображення.
Розробка ведеться відповідно до наказу по Національному технічному університету "Харківський політехнічний інститут"
№_3001 - ІІІ_ від “_21_" _листопада_ 2008 р. Найменування програмного продукту: "Графічний кодер чорно-білих зображень".
Розробляється для дипломного проекту "Система стиснення відеоданих на основі аналізу ентропійності".
Розроблюваний програмний продукт повинен розв’язувати важливі питання в галузі роботи з графічними зображеннями чорно-білого формату, з метою запропонувати користувачам метод кодування інформації на основі аналізу ентропійності, який дозволяє стиснути зображення у менший розмір, з меншою кількістю кольорів, але при цьому зберігаючи інформативність зображення.
Програма може використовуватися у вищих учбових закладах для проведення практичних занять з теорії кодування відеоінформації, у книжкових та газетних видавництвах для покращення чорно-білих малюнків на сторінках, та у службах охорони та безпеки, для зберігання фотоінформації, відбитків пальців, тощо.
3. ВИМОГИ ДО ПРОГРАМНОГО ПРОДУКТУ
Функціональні характеристики
Розроблюваний програмний продукт повинен забезпечувати:
Відкриття зображення з його виводом на екран;
Кодування відеоінформації методами на основі аналізу ентропійності;
Кодування інформації методом рівномірної розбивки;
Вивід отриманого зображення на екран;
Зберігання інформації у формат. bmp з кількістю кольорів 16.
Вивід гістограми початкового та кінцевого зображення
Розроблений програмний продукт повинен відповідати наступним вимогам за критерієм надійності:
коректно працювати, тобто не призводити до припинення роботи ПЕОМ, яке може виникнути у ході роботи програмного продукту;
відмова в роботі не повинна призвести до втрати даних у базі даних тестів.
Програмний продукт повинен функціонувати у нормальних умовах для персоналу:
- температура навколишнього середовища від 100 С до 320 С;
- вібрації, зовнішні магнітні, радіаційні та електричні поля не повинні перевищувати норми.
Для нормальної експлуатації програмного продукту обслуговуючому персоналу необхідні знання по експлуатації ПК.
3.4 Вимоги до складу і параметрів технічних засобів.
Для експлуатації програмного продукту необхідна ПЕОМ з наступними апаратними характеристиками:
1) стандартна конфігурація IBM-сумісних ПК;.
2) процесор з частотою не менше 750 МГц;
3) ОЗП обсягом не менше 256 Мбайт;
4) жорсткий диск обсягом не менше 100 Гбайт;
5) сумісні монітор та відео адаптер;
6) маніпулятор типа “миша”;
7) мережна карта
8) зв`язок з іншими машинами за допомогою кабелів (витої пари, або оптоволокна), або радіозв`язку.
3.5 Вимоги до інформаційній та програмної сумісності
Розроблений програмний продукт повинен функціонувати на ПЕОМ з операційними системами Microsoft Windows 2000/XP.
3.6. Вимоги до маркування та упаковки
Вимоги до маркування та упаковки програмного продукту, розробленого в роботі на тему: “ Система стиснення відеоданих на основі аналізу ентропійності ” не пред’являються.
3.7. Вимоги до транспортування та збереження.
Вимоги до транспортування та збереження програмного продукту “ Графічний кодер чорно-білих зображень ” не пред’являються.
4. ВИМОГИ ДО ПРОГРАМНОЇ ДОКУМЕНТАЦІЇ
Для дипломної роботи, що розробляється, повинні бути складені наступні програмні документи:
1. Специфікація.
2. Опис програми.
3. Текст програми.
4. Керівництво оператора.
5. ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНІ ПОКАЗНИКИ
Техніко-економічні показники повинні бути визначені в процесі розробки і зазначені у відповідному розділі звіту про виконання дипломного проекту.
Розробка програмного продукту відповідає стадії робочого проекту. Етапи розробки виконують в наступному порядку:
- отримання завдання;
- збір початкових матеріалів;
- огляд літератури й обґрунтування необхідності розробки;
- визначення областей застосування;
- розробка технічного завдання;
- техніко-економічне обґрунтування розробки;
- розробка алгоритму розв’язання задачі;
- розробка структури програмного продукту;
- визначення конфігурації програмних засобів;
- розробка звіту дипломного проекту;
- програмування і відлагодження програмного продукту;
- розробка програмних документів;
- тестування програмного продукту;
- коректування програми та програмних документів за результатами тестування.
7. ПОРЯДОК КОНТРОЛЮ І ПРИЙМАННЯ
При прийманні дипломної роботи перевіряється:
1. Комплектність, зміст та оформлення документації згідно розділу 4 цього документу.
2. Відповідність програмного продукту згідно вимогам до програмного продукту розділу 3 цього документу.
Звіт про ДП: 98 стр., 15 рис., 18 табл., 32 джерела
КЛЮЧОВІ СЛОВА: ентропія, квантування, гістограма яскравості, кодування, стиснення, оптимальна градація, зображення.
У даній роботі розглянуті питання кодування відеоінформації, а точніше, 256-кольорових зображень на основі аналізу ентропійності, сформульовані умови градації яскравості зображення, знайдено коефіцієнт оптимального співвідношення яскравості кластерів, розроблено алгоритм зберігання отриманого зображення та побудови гістограм яскравостей.
Розроблено алгоритм і програма реалізації завдання. Чітко сформульовані основні проблеми, існуючи при кодуванні відеоінформації, та визначено новий комплексний підхід для їх вирішення.
Розглянуті питання охорони праці й навколишнього середовища, проведена техніко-економічна оцінка роботи. На підставі аналізу результатів зроблені висновки й рекомендації для подальшої роботи в даному напрямку.
Зміст
ЗАВДАННЯна виконання дипломного проекту
1. Імовірнісний підхід у теорії кодування відеоінформації
1.4 Основні результати і висновки
2. Розробка імовірнісних методів для підвищення ефективності кодування
2.2 Побудова інформаційного критерію
2.2.1 Оцінка інформативності ознак
2.2.2 Оптимальна градація ознак.
2.2.3 Градація перших 100 чисел натурального ряду
2.2.4 Градація яскравостей зображень
3. Розробка ефективного алгоритму кодування зображень на основі зміни градації яскравості
3.1 Загальна структура програми
3.3 Розробка алгоритму завантаження зображення з файлу
3.4 Розробка перетворення кольорового зображення у чорно-біле