CC BY
7
УДК 621.39
Метод обробки в!зуальних даних в телекомушкацшнш мереж! на ochobî платформи JPEG та арифметичного кодування
Гаврилов Д. С.\ Варантк В. В.2, Колесник В. О.3, Шульгт С. С.\ брмаченков А. В.4, Савчук М. В.4
1Харювський нацшнальний ушверситет радшелектрошки, м. Харюв, Украша 2Харшвський нацшнальний ушверситет ¡мен! В. Н. Каразша, м. Харшв, Украша 3Державний науково-дослщний шститут випробувань i сертифжаци озброення та вшськово! техшки, м. Чернтв, Украша 4Вшськовий ¡нститут телекомушкацшних систем та мереж ¡мен! ГероТв Крут, м. Кшв, Украша
E-mail: v. v. barannik&karazin. ua. havryl-ov_ d&ukr.ncl.
Апал1з досл1джепь вказав. що пайпоширешшою платформою обробки в!део-. фотозображепь зали-шаеться JPEG-платформа. 3 позицп метод!в компресп без втрат в ocTaiuii роки популярпост! пабув метод арифметичного кодуваппя. Варто зазпачити. що омейство арифметичного кодуваппя шд час обробки оперуе як дшспими. так i гцлими числами з р1зпими видами адаптацп. Використаш1я метод!в. що оиерують гцлими числами дозволяв иередавати код в процео кодуваппя. в той час як методи. що базуються па дшспих числах потребують закшчешш процесу кодуваш1я для передач! коду. Адаптагця арифметичного кодуваппя полягае у видозмпп початкових дапих. а саме ймов1рпост1 появи елемептав. для кожпо'11терацп процесу кодуваш1я. При цьому. у службовш шформацп передаеться тгльки словник зпачепь. в той час як для класичпого арифметичного кодуваппя пеобх1дпа передача появи кожного елемепту. Виходячи з да1шх особливостей в ход! дапого досл1джешш пропопуеться використовувати адаптивпе цглочислепе арифметичпе кодуваш1я. Bn6ip за основу дапого методу пов'язапо з тем. що па в!дмшу в!д iiinirix метод!в bîii дозволяв передавати код в процес! кодувашш з митпзагцею службово"1 шформацп (лише словник). В ход! дапого досл1джеппя внр1шуеться пауково-прпкладпе завдаппя. яке полягае у поедпапш (модифшацп) метод!в па баз! платформи JPEG та адаптивного гцлочислепного арифметичного кодувашш з метою забезпечеппя передач! фото-. в1деошформацп визпачешн якоста за реалышй час. Пропопуеться в ход! обробки зображепь застосовувати два прппущешш: пехтувати одиночною довжипою cepiï повтор!в та остаппьою парою теля обробки методом RLE. Запропоповапий метод обробки в1зуалышх дапих па основ! платформи JPEG та адаптивного гцлочислешюго арифметичного кодуваппя дозволяв в два рази скоротити об'ем дапих у пор1впяпш з результатом обробки в!домим методом арифметичного кодуваппя без запропоповапих допущепь. Посилешш ефективпоста в!дбуваеться за рахупок паскр1зпого зиг заг скапувашш групп трапсформапт та адаптацп методу до тишв трансформанти за насичешстю у rpyni 2x2 з можливютю змепшеппя иотужноста словника.
Клюноог слова: арифметичпе кодувашш: JPEG-платформа: RLE: в!деошформац1я
DOI: 10.20535/RADAP.2022.89.21-28
Вступ
В телекомушкацшних системах кнуе тенденщя постшного збшьшепня частки передач! в1зуалыгого контенту (зображення. ^у, вщеошформащя тощо). При цьому. одним з основних параметр1в залишае-ться пропускна спроможшсть каналу зв'язку. Часто бувае. що об'ем шформащ! значно перевшцуе даний параметр, що призводить до затримок чи потреби у зменшенш якоста контенту, що передаеться. У раз1 критичноста критер11в доступноста та достов1рноста (якоста). як правило, використовуються методи ком-прей! без втрат. Використання метод1в даного типу дозволяе зменшити об'ем даних. що в свою чергу.
зменшуе час на доведения шформащ! до користува-ча. без зниження якоста вщеозображення.
Анал1з дослщжень вказав. що пайпоширешшою платформою обробки вщео-. фотозображепь зали-шаеться ЛРЕС-платформа [1 35]. 3 позищ! метод1в компросш без втрат в останш роки популярное^ набув метод арифметичного кодування. Варто зазиачити. що омейство арифметичного кодування шд час обробки оперуе як дШсними, так 1 цшими числами з р1зними видами адаптащ!. Використання метод1в. що оперують цшими числами дозволяе передавати код в процеа кодування. в той час як методи. що базуються на д1йсних числах потребують закшчення процесу кодування для передач!
коду. Адаптадоя арифмотичного кодування полягае у видозмпи початкових даних, а само iraoBipiio-ctî появи елеменпв, для кожнем иерацп процосу кодування. При цьому, у службовш шформацп передается тшьки словник значень, в той час як для класичного арифмотичного кодування iieo6xi-дна передача появи кожного елементу. Виходячи з даних особливостой в хода даного дослщження про-понуеться використовувати адаптивно цшочислене арифмотично кодування. Bn6ip за основу даного методу пов'язаний з тим, гцо на вщмшу в1д iiiniiix методов Bin дозволяе породавати код в процоей кодування з мптпзадояо службовсм шформацп (лишо словник).
Отжс. в хода даного доелвдження науково-прикладним завданням вважаемо вадшукання шля-xîb поеднання (модифшацп) методов на баз! плат-форми JPEG та адаптивного цшочислснного арифмотичного кодування з метою забезпечення перо-дач! фото-, вдооошформацп визначонсм якосп за реалышй час.
1 Виклад основного матер1алу
Пропонуеться проводити модифжацпо методу па основ! JPEG платформи шсля етапу квантуваиия. Це пов'язано з тим. гцо шсля даного етапу яккть зображення залишаеться без 3Min. Шсля чого, на еташ лшоаризацп пропонуемо обробляти не одну, а групу трансформант (2x2) з метою формуван-ня якомога бшыного ланцюга нульових компонент перед етапом RLE. Процес лшоаризацп полягае у иаср1зиому зиг-заг скануванш одношдексних компонент групп трансформант. При цьому. необхдоним е анатз даних про тип трансформант за крнте-picM насиченость Адже. у pa3i наявноста у rpyni Bcix видов (слабо, середньо та сильно насичених) трансформант. розм1р словника буде бшыпий, шж у pa3i однотипних (близьких за типом) трансформант. Варто зазначити, що великий розм1р словника (бшыпе 12 15 елеменпв) значною Mipoio зменшуе ефектившеть арифмотичного кодування у зв'язку 3i збшыпенням розм1ру словника. 3 метою зниження потужносп словника пропонуеться розбивати лше-аризоваш даш на 40% та 60% пород отапом RLE у pa3i наявносп трьох TiiniB трансформант у rpyni.
Анал1з даних теля RLE обробки вказав, що ймов1ршсть появи елементу ç1 сягае близько 0.75 для nepnioï частини та близько 0.5 для другем частини у випадку розбиття потоку на дв1 частини. та близько 0.7 без розбиття. Таким чином, у
1 • • (v,u) -I
зв язку з тим, гцо кщьк1сть значень çI = 1 зу-стр1чаеться найчастпне, пропонуеться робити порше прнпущення. Нохай якгцо на передавалыий CToponi ç1, то дана величина нехтуеться (не коду-еться). При цьому. на прийомнш CTopoiii завжди очшуеться çtV'u^= 1. У pa3i ж падходжепня па кодер
... (v,u) / -I
1ншо1 величини кшькост1 повторш çI = 1 проводити кодування на передавалыий CToponi та замша очшувано!' одпнпдо у г.-й позпцп на приймальнш CToponi декодоваиою величиною.
Другим припущенням е те, що найбшыпа величина кшькоста noBTopie max (ç(v'u)) зиаходиться в ocTainiifi napi теля обробки RLE. При цьому, значения елемента останньсм пари завжди дор1вшое нулю a£v'u^ = 0. Виходячи з даних м1ркувань кодування ocTamiboï пари с надлпшковпм за умови передач! величини кшькоста повтор1в çiv,u') остаиньо!' пари теля обробки RLE.
3 метою визначення початкових даних для адаптивного арифмотичного кодування проводиться анадв пар шсля RLE з побудовою словника Ф ) значень олемонтав та словника Ф (ç(v'u))
кшькосп noBTopiB з застосуванням вище викладе-них припущеиь. Дана шформадоя с службовою i одразу передаеться на прийомну сторону
В результат! поеднання слооника Ф зна-
чень елеменпв та словника Ф (ç(v>u)) кшькосп ио-
Ф
Ф = Ф (a(v'u)) + Ф (Vv'u)) .
Важливим с те, що у робочому штервал1 компо-ненти 3i списку зиачоиь елеменпв розташовуються зл1ва, а шсля них комиононти 3i списку кшькосп noBTopiB (справа).
Варто зазначити, що межа словнишв вдоома на передавалыий та приймалыпй сторонах. Дана осо-бливкть дозволяе однозначно зрозумии до якого словника вщноситься декодований олемонт.
Особливштю адаптивного цшочисленого арифмотичного кодування с то, що загальна кшьшеть елементав з кожним кроком збшыпуеться на одини-цю. Це вдобуваеться за рахунок збшыпення частоти появи кодоваиого елементу на i-му кродо.
Блок схема адаптивного цшочислснного арифмотичного кодування 3i запропонованими припу-щеннями наведено на Рис. 1. Пор1внялышй анал1з процосу обробки даних теля RLE за допомогою класичного та запропонованого цшочислснного ари-фметичного кодуваиия наведено на Рис. 2. Загальна блок-схема запропонованого методу обробки в1зу-алышх даних в тслскомушкацшнш моролй на ociiobî платформи JPEG та арифмотичного кодування наведена на Рис. 3.
Початковими даними для адаптивного цшочисленого арифмотичного кодування окр1м словника елементав с:
присвоения границь робочого штервалу. Який,
як правило, складае [0,1), тому:
==
де li - початок робочого штервалу на першому кродо; h1 - кшець робочого штервалу на першому кродо:
- визначення кщькоста ^ елеменпв типу fi у по-чатковому потощ. Загальна кшыйсть ^ елеменпв па поршому крощ для масиву. що мштить ri тишв олеменпв знаходиться за формулою:
Vi
^=1
(Р)
Процес кодування включав в себе: визначення величини р; одиночного штервалу на i-тому крощ вщбуваеться за формулою:
Pi =
hi - Ь
Vi
=
li+Ep г -1 i+EPi(
p=\ ,3=1
<°) n
де p> = 0,
m
до 1; початок робочого штервалу на ьму крощ:
Ь; кшець робочого штервалу на ьму крощ.
Шд однннчннм штервалом розум1емо штервал. якнй вщведений для елементу. кшыйсть появи яко-го на ьтому крощ дор1вшое одинищ. В свою чергу. величина рр^ штерваду для елементу типу @ на ьтому крощ визначасться за формулою:
Ш) Ш
- вщшукання штервалу для елементу типу @ в межах загального робочого доапазону на ьтому крощ вщбувасться за формулою:
де j - порядковий номер штервалу елемента в межах робочого шторвалу на i-тому крощ:
визначення коду елементу. У pa3i потрапля-ння штервалу оломонту. що кодуеться. у наступи! д1апазони вщбувасться збшынення „шчилышка s на одиницю:
s-s+1 нвиЛ T0Jl i = 2 Oi_(| )))'
.Шчилышк скидаеться до нуля у pa3i виконання наступних умов:
nu i Jli^ (hi —0 , J ^=2 •lu
100 Оякшо^ -i), (h—)))'
При цьому. кшыйсть одиниць у поршому Bapian-tî i ну.шв у другому вщповщають величин! „шчиль-ника до скидання.
У inmoMy випадку видача частини коду вадбува-сться за наступним правилом:
1 i 1=2-1-0, якщо h; ^ - (hi ), тод1 2 • hi
1 якщо 1- > — тшл/1' = ^ ^)))'
^ 1, якщо i, > 2 (h, i,) , тоД1 |h_2 ^ _ ^ ^ ,
- присвоения нових границь [1;,Ь;) загального робочого доапазону для i-того кроку. що вщповщ-ае границям останньси кодовансм 6inapnoï пари на поперодньому крощ:
— збшынення на одиницю кшькосп rj\^ остан-нього кодованого елементу типу fi для паступпого кроку кодування:
Л« _ Л« , j
Шсля чого. другий етап повторюеться доти, поки на npiifiOMiiifi CTopoiii вщтвориться така кшыйсть доповшоючих компонент, яка вщповщае комбшацп групи трансформант ^(АЬ
« = rç(te).
Анатз рис. 2 вказав на те. що запропонова-но поеднання методов обробки в1зуалышх даних на основ! платформи JPEG та адаптивного щлочислен-ного арифмотичного кодування дозволяе в два рази скоротити об'ем даних у nopiBiraiini з результатом обробки вщомим методом арифмотичного кодування без запропонованих допущень. Посилоння ефо-KTiiBiiocTi вщбуваеться за рахунок адаптаци методу-до тип1в трансформанти у rpyni 2 х 2 за насичен1стю з можливктю змоншення потужност1 словника.
Рис. 1. Блок-схема запропонованого адаптивного цшочислснного арифмотичного кодування
Piic. 2. rpacl>iHiie npoflCTaBJioium nopiBirajibiioro aiiajroy npoupcy o6pof)kii ^aimx nicjia RLE 3a ,o;onoMoroio KJiaciiHiioro Ta 3anpononoBaiioro ^jiOHiicjieimoro apiicljMOTiiHiioro KOflyBamm
Розбитгя потоку на дш частини (40%,60%)
компонент
Наскр1зпе зигзаг - сканування
компонент групп тоанссЬопмант 4 8 24 28 60 64 112 116
У 12 20 32 56 68 108 120 172
^ 7 23 27 59 63 111 115 168 176
/ и 19 31 55 67 107 119 171 180 216
fi 6 22 26 58 62 110 114 167 175 212 220
10 18 30 54 66 106 118 170 179 215 224 244
1 i 21 s 57 i 109 p 166 174 211 219 240 246
Ii У if t / t y 105 Щ Ш 178 214 223 243 252 256
S t / t / /Î0L s t s 210 218 239 245
37. t t 4 É m 213 222 242 251 255
m Ш m m m m m ■s: г
I "^W^MI250'2541
ШШШШШЖа
вшшшшшш
Рис. 3. Блок-схема запропонованого методу обробки в1зуалышх даних на ociiobî платформи JPEG та
арифметичного кодування в толокомушкацшнш мороли
Висновки
В хода даного дослвджоння Biipinieno науково-прикладне завдання. яке полягало у поеднання (мо-дифжаци) методов на 6a3i платформи JPEG та адаптивного долочисленного арифметичного кодування з метою забозпочоння передач! фото-, ввдоошфор-мацп визначонсм якосп за реалышй час.
Пропонуеться в ход1 обробки зображень засто-совувати два прниущення: нехтувати одиночною довжиною cepiï повтор1в та останньою парою ni-сля обробки методом RLE. Запропонований метод обробки в1зуалышх даних на ociiobî платформи JPEG та адаптивного долочисленного арифметичного кодування дозволяе в два рази скоротити об'ем даних у nopiBirainii з результатом обробки ввдомим методом арифметичного кодування без за-пропонованих допущонь. Посилення офоктивносп ввдбуваеться за рахунок наскр1зного зиг заг сканування групп трансформант та адаптацп методу до тишв трансформаити за насичешстю у rpyni 2 х 2 з можливктю змоншоння иотужноста словника.
Варто зазначити також. що:
запропонований BapiaiiT кодування може роа-л1зовуватися для будь-яких багатоградадойних зо-бражеиь без змши лоики виконання операцш:
запропонований метод залишае за користува-чем можлившть вибору оломентав матридо кваиту-ваиия у заложносп ввд бажанси якосп ввдтвороння: запропонований метод зменшуе внхвдннй об'ем даних. у nopiBirainii з класичними шдходами. без суттевого збшыпення часу на обробку. Що дозво-
ляе задоволышти вимогам по доведению даних до користувача за коротший термш.
References
[1] JPEG Privacy & Security Abstract and Executive Summary, "2015. JPEG.org, accessed 7.04.2021.
[2] Barannik, V'., Sidchonko, S., Barannik, D. (2020). Technology for Protecting Video Information Resources in the Info-Communication Space. IEEE 2nd International Conference on Advanced Trends in Information Theory (IEEE AT IT 2020).. pp. 29-33. DOl: 10.1109/AT1T50783.2020.9349324.
[3] Barannik, V'., Sidchonko S., Barannik N., Barannik V. (2021). Development of the method for encoding service data in cryptocompression image representation systems. Eastern-European .Journal of Enterprise Technologies, Vol. 3, No. 9(111), pp. 103-115. doi: 10.15587/17294061.2021.235521.
[4] DSTU 7624:2014: Informatsiini tekhnolohii. Kryptohraii-chnyi zakhyst informatsii. Alhorytm symetrychnoho blokovoho peretvorennia [Information Technology. Cryptographic protection of information. Symmetric block transformation algorithm]. Ministry of Economic Development of Ukraine, 2015. 39 p. [In Ukrainian].
[5] Data Encryption Standard (DES), Federal Information Processing Standards Publication 46-3, 1999. 26 p.
[6] DSTU GUST 28147:2009: Systema obrobky informatsii. Zakhyst kryptohralichnyi. Alhorytm kryptohralichnoho peretvorennia (HOST 28147-89) [Information processing system. Cryptographic protection. Cryptographic transformation algorithm (GUST 28147-89)], State Committee for Technical Regulation and Consumer Policy (Derzhspozhivstandart) of Ukraine, 2008. 20 p. [In U krainian].
[7] Rivest, R., Shamir, A., Adleman, L. (1978). A method for obtaining digital signatures and public-key cryptosystems. Communications of the ACM, Vol. "21, Iss. 2, pp. 120-126. DOl: 10.1145/359340.359342.
[8] Barannik, V., Babenko, Yu., Kulitsa, O., Barannik, V., Khimenko, A., Matviichuk-Yudina, O. (2020). Signilicant Microsegment Transformants Encoding Method to Increase the Availability of Video Information Resource. IEEE 2nd International Conference on Advanced Trends in Information Theory (IEEE AT IT 2020).. pp. 52-56. DOl: 10.1109/AT1T50783.2020.9349256.
[9] Chen, T.-H., Wu, Ch.-S. (2011). Efficient multi-secret image sharing based on Boolean operation. Signal Processing, Vol. 91, Iss. 1, pp. 90-97. DOl: 10.1016/j.sigpro.2010.06.012.
[10] Barannik, V., Shulgin, S., Krasnorutsky, A., Slobodyanyuk, O., Gurzhii, P., Korolyova, N. (2020). Methodological Fundamentals of Deciphering Coding of Aerophotography Segments on Special Equipment of Unmanned Complex. IEEE 2 nd International Conference on Advanced Trends in Information Theory (IEEE AT IT 2020), pp. 38-43. DOl: 10.1109/AT1T50783.2020.9349257.
[11] Li, F., Krivenko, S., Lukin, V. (2020). Two-step providing of desired quality in lossy image compression by SP1HT. tiadioelectronic and computer systems, No. 2(94), pp. 2232. DOl: 10.32620/reks.2020.2.02.
[12] leremeiev, O., Lukin, V., Okarma, K. (2020). Combined visual quality metric of remote sensing images based on neural network, tiadioelectronic and computer systems, Vol. 4(96), pp. 4-15. DOl: 10.32620/reks.2020.4.01. [In Ukrainian].
[13] Naor, M, Shamir, A. (1994). Visual Cryptography. Proceedings of the Advances in Cryptology. EUti.OCti.YPT'94. Lecture Notes in Computer Science, Vol. 950, pp. 1 12. DOl: 10.1007/bfb0053419.
[14] Wu, Yu., Agaian, S., Noonan, J. (2012). Sudoku Associated Two Dimensional Bijections for Image Scrambling. IEEE 'transactions on multimedia, available at: Cornell University arXiv, 30 p. doi: 10.48550/arXiv.1207.5856.
[15] .Ii, Sh., Tong, X., Zhang, M. (2012). Image encryption schemes for JPEG and GIF formats based on 3D baker with compound chaotic sequence generator. Cornell University arXiv. doi: 10.48550/arXiv.1208.0999.
[16] Belikova N„ Lekakh A., Dovbenko O., Dodukh O. (2019). Method of Increasing the Capacity of Information Throat Detection Filters in Modern Information and Communication Systems. 3rd International Conference on Advanced Information and Communications Technologies (A1CT), pp 426-429. DOl: 10.1109/A1ACT.2019.8847754.
[17] Cheng, P., Yang, H„ Wei, P., Zhang, W. (2015). A fast image encryption algorithm based on chaotic map and lookup table. Nonlinear Dynamics, Vol. 79, Iss. 3, pp. 2121-2131. DOl: 10.1007/sll071-014-1798-y.
[18] Guesmi, R., Farah, M. A. B., Kachouri, A., Samet, M. (2016). A novel chaos-based image encryption using DNA sequence operation and Secure Hash Algorithm SHA-2. Nonlinear Dynamics, Vol. 83, Iss. 3, pp. 1123-1136. DOl: 10.1007/sl 1071-015-2392-7.
[19] Tfcai, Ch.-L., Chen, Ch.-.I„ Hsu, W.-L. (2012). Multi-morphological image data hiding based on the application of Rubik's cubic algorithm. IEEE International Camahan Conference on Security Technology (ICCS'l'), pp. 135-139. DOl: 10.1109/CCS1Y2012.6393548.
[20] Kurihara, K„ Watanabe O., Kiya, H. (2016). An encryption-then-compression system for JPEG XR standard. IEEE International Symposium on Broadband Multimedia Systems and Broadcasting (BMSB), pp. 1-5. DOl: 10.1109/BMSB.2016.7521997.
[21] Sharma, R., Bollavarapu, S. (2015). Data Security using Compression and Cryptography I'echniques. International ■Journal of Computer Applications, Vol. 117, No. 14, pp. 15-18. DOl: 10.5120/20621-3342.
[22] Zhou, J., Liu, X., Au, O. C„ Tang, Y. Y. (2014). Designing an Efficient Image Encryption-llien-Compression System via Prediction Error Clustering and Random Permutation. IEEE Transactions on Information Forensics and Security, Vol. 9, No. 1, pp. 39-50. DOl: 10.1109/T1-FS.2013.2291625.
[23] Wong K. W. (2009). Image encryption using chaotic maps. In: Kocarev, L., Galias, Z., Lian, S. (ods) Intelligent Computing Based on Chaos, Studies in Computational Intelligence, Vol. 184, pp. 333 354, Springer. DOl: 10.1007/978-3-540-95972-4_ 16.
[24] Information technology JPEG 2000 image coding system: Secure JPEG 2000, " International Standard ISO/lEC 15444-8, ITU-T Recommendation T.807, 2007. 108 p.
[25] Yang, Y., Zhu, B„ Li, S„ Yu, N. (2008). Efficient and Syntax-Compliant JPEG 2000 Encryption Preserving Original Fine Granularity of Scalability. EUtiASlP Journal on Information Security, Vol. 2007, pp. 126-139. DOl: 10.1155/2007/56365.
[26] Farajallah, M. (2015). Chaos-based crypto and joint crypto-compression systems for images and videos. HAL science ouverte.
[27] Wong, K„ Tanaka, K. (2010). DCT based scalable scrambling method with reversible data hiding functionality. 4th International Symposium on Communications, Control and Signal Processing (1SCCSP), pp. 1-4. DOl: 10.1109/1SCCSP.2010.5463307.
[28] Dufaux, F., Ebrahimi, T. (2006). Toward a Secure JPEG. Applications of Digital Image Processing XXIX, Vol. 6312, pp. 1 8. DOl: 10.1117/12.686963.
[29] Watanabe, O., Uchida, A., Fukuhara, T., Kiya, H. (2015). An Encryption-then-Compression system for JPEG 2000 standard. IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (1CASSP), pp. 1226-1230, DOl: 10.1109/1CASSP.2015.7178165.
[30] Minemura, K., Moayed, Z., Wong, K., Qi, X., l'anaka, K. (2012). JPEG image scrambling without expansion in bitstream size. 19th IEEE International Conference on Image Processing, pp. 261-264. DOl: 10.1109/1C1P.2012.6466845.
[31] Barannik, V. V., Karpinski, M. P., IVerdokhlob, V. V., Barannik, D. V., Himenko, V. V., Aloksandor, M. (2018). Tho technology of the video stream intensity controlling based on the bit-planes recombination, ^i/i IEEE International Symposium on Wireless Systems within the International Conferences on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems (1DAACS-SWS), pp. 25-28. DOl: 10.1109/1DAACS-SWS.2018.8525560.
[32] Phatak, A. A. (2016). Non-format Compliant Scalable RSA-based JPEG Encryption Algorithm. International Journal of Image, Graphics and Signal Processing, Vol. 8, No. 6., pp. 64 71. DOl: 10.5815/ijigsp.2016.06.08.
[33] Komolov, D., Zhurbynskyy, D., Kulitsa, O. (2015). Selective Method For Hiding Of Video Information Resource In Telecommunication Systems Based On Encryption Of Energy-Significant Blocks Of Reference I-Frame. 1st International Conference on Advanced Information and Communication Technologies (AICT'2015), pp. 80-83.
[34] Wu, Y., Noonan, J. P., Agaian, S. NPCR and UACI Randomness Tests for Image Encryption. Cyber Journals: Multidisciplinary Journals in Science and Technology, Journal of Selected Areas in Telecommunications (JSAT), 2011, Vol. 2, pp. 31-38. DOI: 10.4236/jss.2015.33005.
[35] Glen G. Langdon, Jr. and Jorma J. Rissanen (1983). A Double Adaptive File Compression Algorithm. IEEE Trans. Commun. COM-31, pp. 1253-1255.
Method of Visual Data Processing in Telecommunication Network Based on JPEG Platform and Arithmetic Coding
Havrylov D. S., Barannik V. V., Kolesnyk V. 0., Shulgin S. S., Yermachenkov A. V., Savchuk M. V.
Research analysis shows us that the JPEG platform is the most common platform for processing video and photo images. Prom the standpoint of lossless compression methods in recent years, the method of arithmetic coding is gained popularity. We should note that the family of arithmetic coding during processing operates real and integers with different types of adaptation. The use of integer methods allows us to transmit the code during the encoding process, while the method based on real numbers
requires the completion of this process. The arithmetic coding adaptation is the initial data modification, namely the probability of elements occurrence, for each iteration of the coding process. In this case, only the dictionary of values is transmitted in the service information, while for classica 1 arithmetic coding it is necessary to transfer the appearance of each element. Based on these features in this study we propose to use adaptive integer arithmetic coding. The choice of this method is based on that it allows us to transmit code in the encoding process with minimization of service information (dictionary only), unlike other methods. In the course of this study, the scientific and applied problem are solved, which consists in combining (modifying) methods based on the JPEG platform and adaptive integer arithmetic coding in order to ensure the transmission of photo and video information of a certain quality in real time.
We propose to apply two assumptions during image processing: to neglect the single length of a series of repetitions and the last pair after processing by RLE. The proposed method of visual data processing based on the JPEG platform and adaptive integer arithmetic coding allows us to halve the amount of data compared to the result of processing the known method of arithmetic coding without the proposed assumptions. The increase in efficiency is due to the through zigzag scanning of the transformant group and adaptation of the method to the types of transformants by saturation in the 2x2 group with the possibility of reducing the power of the dictionary.
Keywords: arithmetic coding; JPEG platform; RLE; video information
