Analýza zabezpečení formátu JPEG 2000 proti chybám

Abstract

Tato práce se zaobírá novodobým kompresním formátem JPEG 2000. Je zde analyzován vliv použití zabezpečovacích mechanismů při kompresi obrazu s různými nastaveními. Je zde zkoumáno, jaký vliv má použití vkládání značek pomáhajících při rekonstrukci poškozeného obrazu nebo použití kompresních módů zlepšujících odolnost proti chybám. Kvalita obrazů je vyhodnocována metrikou PSNR, která zjišťuje podobnost komprimovaného a referenčního souboru. Přidání určitých značek do datového toku nebo použití určitých kompresních módů by mělo pomoci se zabezpečním JPEG 2000 souboru proti poškození při rekonstrukci obrazu. Pro testování této hypotézy byl vytvořen model, který náhodně poškozoval komprimovaný soubor a hodnotil dekomprimované obrazy. Pro práci byla využívána knihovna Kakadu, která poskytuje efektivní práci s formátem JPEG 2000. Součástí práce je datová sada, na které probíhaly experimenty, a která se skládá z různorodých fotografií v nekomprimovaném formátu PPM v menších, ale také vyšších rozlišeních. Výsledem této práce je zjištění, jaké nastavení komprese použít pro jakou skupinu obrazů, aby byla komprese efektivní a odolnost proti chybám co nejlepší. Závěr práce je věnován srovnání odolnosti proti poškození formátu JPEG 2000 a CCSDS 122.0.

The aim of this thesis is to analyze modern image compression format of JPEG 2000. It analyzes the effect of error resilience mechanisms on image compression with different settings. The impact of using tag embedding to help repair damaged images or using compression modes to improve error resilience is examined here. Quality is evaluated by the PSNR metric that detects the similarity of compressed and reference file. Adding certain tags to the data stream or using certain compression modes should help secure the JPEG 2000 file against image reconstruction damage. To test this hipothesis, there was created a model that acidentally damage the compressed file and evaluate decompressed images. The Kakadu library, which provides efficient work with the JPEG 2000 format, is used for the work. The experimental data set consists of various photographs in uncompressed PPM format in smaller but also in higher resolutions. The result of this work is to find out which compression settings to use for which group of images to make the compression efficient and secure the best. The end of this thesis is devoted to comparison of error resilience of JPEG 2000 and CCSDS 122.0.