A Perceptual Quantization:

Applications to Wavelet and DCT Coders

 

Quantification Perceptuelle : Applications aux Codeurs Bases sur Les Ondelettes et La DCT

 

N. Moumkine1, 2*, A. Tamtaoui1, A. Ait Ouahman2

1 Laboratoire de Traitement d’Images, Institut National des Postes et Télécommunications

2, av ALLal EL Fassi - Madinat AL Irfane, Rabat – Maroc

2 Laboratoire d’Electronique et d’Instrumentations, Faculté des Sciences Semalalia Marrakech (FSSM)

Avenue Prince My Abdellah, BP: 2390, Marrakech – Maroc

* Corresponding author. E-mail: moumkine@inpt.ac.ma

Received: 13 June 2005; revised version accepted: 15 March 2006

 

Abstract

     In numerous multimedia applications, compressed images are used in order to reduce the volume of transmitted and stored data. Two families of compression techniques are distinguished : without loss and with losses. The first family permits to reduce the volume of data without loss of any information, called reversible methods. The second allows more important compression ratios while losing a part of information, such techniques are called irreversible methods.

In this paper, we propose a psychovisual approach of the quantization for encoders based on the DCT (Discrete Cosine Transform), and the DWT (Discrete Wavelet Transform). In a first step, our interest is focused on the visual model CSF (Contrast Sensitivity Function) of the Human Visual System (HVS). Then, we incorporate the CSF model of Daly in a quantization step in order to generate the weighted psychometrics coefficients which allow to quantify the transformed coefficients in a rigorous and optimal manner.

For the evaluation of our approach, we achieved a series of experiments on several digital images, followed by a comparative study between the results of our approach and other techniques existing in the literature.

 

Keywords : JPEG; JPEG2000; CSF; HVS; Subjectiv Evaluation; DCT; Wavelet; PSNR.

 

Résumé

     Dans de nombreuses applications multimédia, on utilise des images compressées afin de limiter le volume de données à stocker ou à transmettre. On distingue deux grandes familles de techniques de compression : sans perte et avec pertes. La première permet de réduire le volume des données sans perte d’informations, tandis que la deuxième technique autorise des taux de compression plus importants, conjugués à une perte relativement faible d’une partie de l’information et elle est dite méthode irréversible.

Dans ce papier, nous proposons une approche psychovisuelle de la quantification pour les codeurs basés sur la DCT (Discrete Cosine Transform) et les ondelettes. Dans un premier temps, nous nous intéressons au modèle de la fonction de sensibilité aux contrastes CSF (Contrast Sensitivity Function) du système visuel humain (SVH). Ensuite, nous incorporons le modèle de Daly de la Fonction de Sensibilité aux Contrastes CSF à l’étape de quantification pour générer les coefficients de pondération psychométriques qui vont nous permettre de quantifier les coefficients transformés d’une manière rigoureuse et optimale.

L’évaluation de notre approche se fera sur la base d’une série d’expériences sur plusieurs images numériques, suivies d’une étude comparative des résultats obtenus par notre approche et par ceux d’autres techniques proposées dans la littérature, à savoir la méthode de C.Y Wang, le JPEG standard et la quantification scalaire du JPEG2000.

 

Mots clés : JPEG;JPEG2000; CSF; SVH; Evaluation subjective; DCT; Ondelettes; PSNR

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