1

Final Project

June 28th, 2013

2Agenda

Base Color and Index Map RepresentationSliding Window Lempel‐Ziv CodingMandateTest ConditionsSubmission Requirements

3Base Color and Index Map, BCIM

Convert a block into base colors and index mapIndex specifies the base color a pixel is mapped to

[Block Samples]

Intensity Value

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Pro

babi

lity

p(x)

x

Index

0

1

2 34

5

6

7

89

Base Color

[Index Map]

0000

0000

44 4

4

444 4

Analysis Conversion

4Entropy Estimation

Number of Base Colors (K)

Index Map and Base Colors of ith Block

Entropy

255

2 210

1log 2 log 1 1iB

xH X p x p x x

p x

1i

KBCIM B

iS B

NH X H K H XN N

2 21

1log 2 log 1d

H K p k p k kp k

5Sliding Window Lempel‐Ziv, LZ77 (1/2)

Encode a string by finding the longest match within a search buffer of past samplesRepresent the string by the location of the match within the buffer and the length of the match.

x x a b r a x a a b r a t r Search Buffer Matched String

x x a b r a x a a b r a t r Search Buffer (e.g. Shifted by 4)

Shift theSearch Buffer

6Sliding Window Lempel‐Ziv, LZ77 (2/2)

Need a flag, F, for specifying match and mismatchMatch– D: representing the location of a match – L: representing the length of a match.– E.g. {a, b, r, a}

Mismatch– C: representing an uncompressed character– E.g. {t}

x x a b r a x a a b r a t r

x x a b r a x a a b r a t r

F=1, L=4, D=6-L=2

F=0, C=t

7Entropy Estimation

Flag (F)

Location (D)

Length (L)

Character (C)

Entropy

| 1 | 1 | 0F D L CLZ

S

N H F N H D F N H L F N H C FH X

N

21log

f

H F p fp f

2 21

1| 1 | 1 log | 1 2 log 1 1| 1d

H D F p d F p d F dp d F

2 21

1| 1 | 1 log | 1 2 log 1| 1

H L F p F p Fp F

2 21

1| 0 | 0 log | 0 2 log 1| 0c

H C F p c F p c F cp c F

82D‐to‐1D Conversion for LZ77

Convert past blocks and current block into a 1‐D arrayProcess a picture on a block‐by‐block basis

x x a b r a x a a b r a t r

CurrentBlock

Initial Search Buffer Current Block Samples

2D-to-1DConversion

9Mandate: LZ77 vs. BCIM

Compare HBCIM(X) with HLZ(X) under various settings of block sizes & buffer lengths

(Entropy) LZ77 BCIM4KB 16KB 64KB8x8

16x1632x3264x64

(LZ77)p(F=1) E[D|F=1] E[L|F=1]

4KB 16KB 64KB 4KB 16KB 64KB 4KB 16KB 64KB8x8

16x1632x3264x64

10Common Test Condition

64

H

W

W%64

H%64

N

N13X

CurrentBlock

2X‐1

Only Y samples in the center areaare counted in for comparison

A block within search buffer“X” is derived as follows:e.g. Given a 8 KB buffer and N=16 => X=64KB/162Byte=256

11Common Test Sequences (1/2)

sc_ppt_doc_xlssc_map SlideEditing SlideShow

VennueVue sc_cg_twist_tunnel cad_waveform sc_pcb_layout

KimonoChinaSpeed EBURainFruits

12Common Test Sequences (2/2)Content Type Resolution Sequence

Name Bitdepth FrameCount *

Color Format

ScreenContent

(w/o Noise)

1920x1080

VennueVue 8 90

YUV 4:4:4

cad_waveform 8 60pcb_layout 8 60ppt_doc_xls 8 60

1280x720

vc_doc_sharing 8 90web_browsing 8 90cg_twist_tunnel 8 90wordEditing 8 180programing 8 180

map 8 180ScreenContent

(w/ Noise)

1280x720 SlideEditing 8 90

YUV 4:2:0SlideShow 8 60

1024x768 ChinaSpeed 8 90

NatureScene 1920x1080

Kimono 8 72ParkScene 8 72

EBURainFruits 8 150 YUV 4:4:4

Link: http://mapl.nctu.edu.tw/course/VC_2013/files/final_proj/seq.rar(* Password required)

13Submission Requirements

Requirements– Detailed discussion on the reported results is a MUST– Step‐by‐step guidance to compile/run your software

Submission Format– A zip archive contains (1) a report, (2) source code(s), (3) binary executable(s)

– File name of the archive should be StudentID‐Name.zip

General Information– Due date: July 12, 2013– Overdue submission penalty: ‐30% 

14Reference

C. Lan, and et. al., "Compress Compound Images in H.264/MPGE‐4 AVC by Exploiting Spatial Correlation," IEEE Transactions on Image Processing, vol.19, no.4, pp.946‐957, April 2010

T. Lin, and et. al., "Mixed Chroma Sampling‐Rate High Efficiency Video Coding for Full‐Chroma Screen Content," IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, vol.23, no.1, pp.173‐185, Jan. 2013

T. M. Cover and J. A. Thomas, "Elements of Information Theory," 2nd Ed., Wiley, 2006. (Chap 13.4)

Link: http://mapl.nctu.edu.tw/course/VC_2013/files/final_proj/ref.zip

15

15

Fun~~Have