Analiza metodelor de compresie a datelor la transmisia prin canalele de comunicații

Abstract

Problematica studiului: Analiza impactului asupra calității datelor audio și video restaurate în funcție de metodele de compresie. Scopul lucrării: Analiza metodelor de comprimare a datelor audio și video în timpul codificării pentru transmisie prin canale de comunicație. Obiectivele: Efectuați o analiză algoritmilor clasici de compresie. Studiați principalele caracteristici ale sistemelor digitale de transmisie a datelor. Analizați metodele de compresie a imaginilor statice. Efectuați o analiză a metodelor de compresie a imaginilor în mișcare. Analizați algoritmii de compresie existenți a datelor audio. Calculați raportul de compresie al datelor audio și video specificate. Efectuați compresia imaginii de test folosind algoritmul JPEG în mediul Matlab. Metode aplicate: Metode analitice, pachet IPT (Image Processing Toolbox) și interfață grafică cu utilizatorul (GUI) pentru analiza codificatorului și modelului decodorului JPEG. Rezultatele obținute: Sunt analizate principalele caracteristici ale sistemelor digitale de transmisie a datelor și criteriile de calitate pentru funcționarea acestora în ceea ce privește consumul specific de energie și lățime de bandă de frecvență. Se arată că semnalele simple cu o bază de cod de la 4 la 8 sunt optime în ceea ce privește lățimea de bandă combinată și costurile energetice. Calculele gradului de compresie a datelor audio și video au arătat că metodele standard de compresie au un grad de compresie insuficient și pot fi utilizate numai în combinație cu alte metode de compresie. Rezultatele simulării în Matlab au constatat că algoritmul de compresie JPEG are cea mai bună calitate pentru restaurarea imaginilor statice.

Research problem: Analysis of the impact on the quality of recovered audio and video data depending on compression methods. Thesis purpose: Analysis of audio and video data compression methods when coding for transmission over communication channels. Objectives: Perform an analysis of classical compression algorithms. Study the main characteristics of digital data transmission systems. Conduct an analysis of compression methods for still images. Perform an analysis of compression of moving images. Analyze existing audio data compression algorithms. Calculate the compression ratio of the specified audio and video data. Perform compression of a test image using the JPEG algorithm in the Matlab environment. Applied methods: Analytical methods, the IPT (Image Processing Toolbox) package and a graphical user interface (GUI) for analyzing the JPEG encoder and decoder model. The obtained results: The main characteristics of digital data transmission systems and the criteria for the quality of their operation in terms of specific energy and bandwidth consumption are considered. It is shown that simple signals with a code base from 4 to 8 are optimal in terms of combined bandwidth and energy consumption. The performed calculations of the compression ratio of audio and video data showed that standard compression methods have an insufficient compression ratio and can only be used in combination with other compression methods. The results of modeling in Matlab showed that the JPEG compression algorithm is the best in terms of the quality of static image restoration.