Eficiência de Compressive Sensing em modelo quadtree em imagens na presença de ruído

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ferreira, Julio Cesar
Data de Publicação: 2010
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14440
Resumo: This work is an experimental quantitative research and it investigated how much the eciency of the CoSaMP algorithm modied according to the theory that advocates the changes of the QuadTree model{based Compressive Sensing (CS) when applied to images with quantization and sparsity approximation noise. The aim of this study was to evaluate the impact of quantization and sparsity approximation noise to the eciency of image reconstruction and to compare the eciency between the Quadtree model{ based CoSaMP and the traditional CoSaMP. For this, a thorough literature review of the state of the art in image compression, theory of conventional CS and theory of model{based CS was done. After the review stage, MatlabTM routines were built and several tests varying values of M measurements, S sparsity levels and Q quantization steps were applied to four images with different sparsity levels and resolutions. Results showed that the quantization errors are not perceived when the sparsity approximation error level is high. On the other hand, when the sparsity approximation error level is low we observed better performance for steps 1, 2, 4 and 8. The results also showed that the ratio between the number of measurements and the sparsity approximation level meets the following criteria: 3:00 ≤ M=S ≤ 3:75. In this case, the values of M=S ranged from the lowest to highest, as the images varied from less to more sparsely scattered. It was observed that the eciency of the algorithm does not depend on the N stacked image size, but rather the S sparsity approximation level. Furthermore, we observed that the Quadtree CoSaMP outperforms the CoSaMP for all M measurements and performances better than the conventional CS when we take less measurements.
id UFU_a0d1a898e5727d37159bf390e672d887
oai_identifier_str oai:repositorio.ufu.br:123456789/14440
network_acronym_str UFU
network_name_str Repositório Institucional da UFU
repository_id_str
spelling Eficiência de Compressive Sensing em modelo quadtree em imagens na presença de ruídoProcessamento de sinaisCompressão de imagensDetecção de sinaisModelo QuadTreeQuantizaçãoEsparsidadeOtimizaçãoQuadTree ModelWaveletQuantizationSparsityOptimizationCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAThis work is an experimental quantitative research and it investigated how much the eciency of the CoSaMP algorithm modied according to the theory that advocates the changes of the QuadTree model{based Compressive Sensing (CS) when applied to images with quantization and sparsity approximation noise. The aim of this study was to evaluate the impact of quantization and sparsity approximation noise to the eciency of image reconstruction and to compare the eciency between the Quadtree model{ based CoSaMP and the traditional CoSaMP. For this, a thorough literature review of the state of the art in image compression, theory of conventional CS and theory of model{based CS was done. After the review stage, MatlabTM routines were built and several tests varying values of M measurements, S sparsity levels and Q quantization steps were applied to four images with different sparsity levels and resolutions. Results showed that the quantization errors are not perceived when the sparsity approximation error level is high. On the other hand, when the sparsity approximation error level is low we observed better performance for steps 1, 2, 4 and 8. The results also showed that the ratio between the number of measurements and the sparsity approximation level meets the following criteria: 3:00 ≤ M=S ≤ 3:75. In this case, the values of M=S ranged from the lowest to highest, as the images varied from less to more sparsely scattered. It was observed that the eciency of the algorithm does not depend on the N stacked image size, but rather the S sparsity approximation level. Furthermore, we observed that the Quadtree CoSaMP outperforms the CoSaMP for all M measurements and performances better than the conventional CS when we take less measurements.Mestre em CiênciasEsta pesquisa é do tipo quantitativa experimental e buscou investigar o quanto a eficiência do algoritmo CoSaMP modificado segundo a teoria de Compressive Sensing (CS) baseado em modelo QuadTree altera quando aplicado em imagens com ruído de quantização e esparsidade. O objetivo desta dissertação foi avaliar o impacto dos ruídos de quantização e de aproximação à esparsidade na eficiência da reconstrução de imagens, além de comparar a eficiência entre o CoSaMP baseado em modelo QuadTree e o CoSaMP tradicional. Para isso, foi necessária uma revisão literária aprofundada do estado da arte em compressão de imagens, da teoria de CS convencional e da teoria de CS baseado em modelo. Após a etapa de revisão, foram construídas rotinas no MatlabTM e realizados vários testes variando valores de medidas M, níveis de esparsidade S e passos de quantização Q em quatro imagens com diferentes esparsidades e resoluções. Resultados demonstraram que os erros de quantização não são percebidos quando o ruído de aproximação á esparsidade é grande. Por outro lado, quando os erros de esparsidade são baixos, foi possível verificar melhor desempenho para os passos 1, 2, 4 e 8. Os resultados mostraram ainda que a razão entre o número de medidas e o nível de aproximação à esparsidade segue o seguinte critério: 3; 00 ≤ M=S ≤ 3; 75. Neste caso, os valores de M=S variaram do menor para o maior, á medida que as imagens variaram das mais esparsas para as menos esparsas. Foi possível observar que a eficiência do algoritmo não depende do tamanho da imagem empilhada N, mas sim do nível de aproximação à esparsidade S. Além disso, observou-se que o CoSaMP QuadTree tem desempenho melhor que o Co- SaMP para todos os valores de medidas M e desempenho melhor que o CS convencional quando são tomadas poucas medidas.Universidade Federal de UberlândiaBRPrograma de Pós-graduação em Engenharia ElétricaEngenhariasUFUCarrijo, Gilberto Aranteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781864Y0Veiga, Antônio Cláudio Paschoarellihttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4782222Y6Flores, Edna Lúciahttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4703666H2Ferreira, Ed' Wilson Tavareshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4794182E0Ferreira, Julio Cesar2016-06-22T18:38:38Z2011-02-092016-06-22T18:38:38Z2010-12-17info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfapplication/pdfFERREIRA, Julio Cesar. Eficiência de Compressive Sensing em modelo quadtree em imagens na presença de ruído. 2010. 152 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2010.https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14440porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2016-06-23T06:54:43Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/14440Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2016-06-23T06:54:43Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
dc.title.none.fl_str_mv Eficiência de Compressive Sensing em modelo quadtree em imagens na presença de ruído
title Eficiência de Compressive Sensing em modelo quadtree em imagens na presença de ruído
spellingShingle Eficiência de Compressive Sensing em modelo quadtree em imagens na presença de ruído
Ferreira, Julio Cesar
Processamento de sinais
Compressão de imagens
Detecção de sinais
Modelo QuadTree
Quantização
Esparsidade
Otimização
QuadTree Model
Wavelet
Quantization
Sparsity
Optimization
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
title_short Eficiência de Compressive Sensing em modelo quadtree em imagens na presença de ruído
title_full Eficiência de Compressive Sensing em modelo quadtree em imagens na presença de ruído
title_fullStr Eficiência de Compressive Sensing em modelo quadtree em imagens na presença de ruído
title_full_unstemmed Eficiência de Compressive Sensing em modelo quadtree em imagens na presença de ruído
title_sort Eficiência de Compressive Sensing em modelo quadtree em imagens na presença de ruído
author Ferreira, Julio Cesar
author_facet Ferreira, Julio Cesar
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Carrijo, Gilberto Arantes
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781864Y0
Veiga, Antônio Cláudio Paschoarelli
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4782222Y6
Flores, Edna Lúcia
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4703666H2
Ferreira, Ed' Wilson Tavares
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4794182E0
dc.contributor.author.fl_str_mv Ferreira, Julio Cesar
dc.subject.por.fl_str_mv Processamento de sinais
Compressão de imagens
Detecção de sinais
Modelo QuadTree
Quantização
Esparsidade
Otimização
QuadTree Model
Wavelet
Quantization
Sparsity
Optimization
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
topic Processamento de sinais
Compressão de imagens
Detecção de sinais
Modelo QuadTree
Quantização
Esparsidade
Otimização
QuadTree Model
Wavelet
Quantization
Sparsity
Optimization
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
description This work is an experimental quantitative research and it investigated how much the eciency of the CoSaMP algorithm modied according to the theory that advocates the changes of the QuadTree model{based Compressive Sensing (CS) when applied to images with quantization and sparsity approximation noise. The aim of this study was to evaluate the impact of quantization and sparsity approximation noise to the eciency of image reconstruction and to compare the eciency between the Quadtree model{ based CoSaMP and the traditional CoSaMP. For this, a thorough literature review of the state of the art in image compression, theory of conventional CS and theory of model{based CS was done. After the review stage, MatlabTM routines were built and several tests varying values of M measurements, S sparsity levels and Q quantization steps were applied to four images with different sparsity levels and resolutions. Results showed that the quantization errors are not perceived when the sparsity approximation error level is high. On the other hand, when the sparsity approximation error level is low we observed better performance for steps 1, 2, 4 and 8. The results also showed that the ratio between the number of measurements and the sparsity approximation level meets the following criteria: 3:00 ≤ M=S ≤ 3:75. In this case, the values of M=S ranged from the lowest to highest, as the images varied from less to more sparsely scattered. It was observed that the eciency of the algorithm does not depend on the N stacked image size, but rather the S sparsity approximation level. Furthermore, we observed that the Quadtree CoSaMP outperforms the CoSaMP for all M measurements and performances better than the conventional CS when we take less measurements.
publishDate 2010
dc.date.none.fl_str_mv 2010-12-17
2011-02-09
2016-06-22T18:38:38Z
2016-06-22T18:38:38Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv FERREIRA, Julio Cesar. Eficiência de Compressive Sensing em modelo quadtree em imagens na presença de ruído. 2010. 152 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2010.
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14440
identifier_str_mv FERREIRA, Julio Cesar. Eficiência de Compressive Sensing em modelo quadtree em imagens na presença de ruído. 2010. 152 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2010.
url https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14440
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
BR
Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Engenharias
UFU
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
BR
Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Engenharias
UFU
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFU
instname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron:UFU
instname_str Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron_str UFU
institution UFU
reponame_str Repositório Institucional da UFU
collection Repositório Institucional da UFU
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
repository.mail.fl_str_mv diinf@dirbi.ufu.br
_version_ 1805569622703865856