Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено от Н. Ахмеда )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Насир Ахмед
Насир Ахмед.png
Родившийся1940 г.
Бангалор , Королевство Майсур , Британская Индия
НациональностьИндийский
американец
ОбразованиеШкола мальчиков епископа Коттона ,
Университетский инженерный колледж Висвесварая (бакалавр),
Университет Нью-Мексико (магистр,  доктор философии)
ИзвестенДискретное косинусное преобразование (DCT)
Inverse DCT (IDCT)
DCT сжатия с потерями
DCT изображения сжатия
Lossless DCT (LDCT)
дискретного преобразования синус (DST)

Насир Ахмед (родился в 1940 году в Бангалоре , Индия) - американский инженер-электрик и ученый-информатик индийского происхождения . Он является почетным профессором электротехники и вычислительной техники Университета Нью-Мексико (UNM). Он наиболее известен изобретением дискретного косинусного преобразования (DCT) в начале 1970-х годов. DCT - это наиболее широко используемое преобразование сжатия данных , основа для большинства стандартов цифровых носителей ( изображения , видео и аудио ) и обычно используемое при обработке цифровых сигналов . Он также описал дискретное синусоидальное преобразование (DST), что связано с DCT.

Дискретное косинусное преобразование (DCT) [ править ]

Дополнительная информация: Дискретное косинусное преобразование

Дискретное косинусное преобразование (DCT) - это алгоритм сжатия с потерями , который впервые был придуман Ахмедом во время работы в Государственном университете Канзаса , и он предложил эту технику Национальному научному фонду в 1972 году. Первоначально он предназначал DCT для сжатия изображений . [1] [2] Ахмед разработал рабочий алгоритм DCT со своим аспирантом Т. Натараджаном и другом К. Р. Рао в 1973 году [1], и они представили свои результаты в статье, опубликованной в январе 1974 года. [3] [4] [5] В нем описывается то, что сейчас называется DCT типа II (DCT-II), [6], а также обратное DCT типа III (IDCT).[3]

Ахмед был ведущим автором эталонной публикации [7] [8] Дискретное косинусное преобразование (совместно с Т. Натараджаном и К. Р. Рао ) [9], которая с момента публикации упоминалась как фундаментальное развитие во многих работах [10] . Основная исследовательская работа и события, которые привели к развитию DCT, были обобщены в более поздней публикации Н. Ахмеда «Как я придумал дискретное косинусное преобразование». [1]

DCT широко используется для сжатия цифровых изображений . [11] [12] [13] Это основной компонент технологии сжатия изображений JPEG 1992 года, разработанной рабочей группой JPEG Experts Group [14] и стандартизированной совместно ITU , [15] ISO и IEC . Учебное обсуждение того, как это используется для достижения сжатия цифрового видео в различных международных стандартах, определенных ITU и MPEG (Группа экспертов по движущимся изображениям), доступно в статье KR Rao и JJ Hwang [16].который был опубликован в 1996 году, а обзор был представлен в двух публикациях Яо Ванга в 2006 году. [17] [18] Благодаря свойствам сжатия изображений и видео DCT стал неотъемлемым компонентом следующих широко используемых международных стандартных технологий:

СтандартТехнологии
JPEGХранение и передача фотоизображений во всемирную паутину ( JPEG / JFIF); и широко используется в цифровых камерах и других устройствах захвата фотографических изображений ( JPEG / Exif ).
MPEG-1 видеоРаспространение видео на компакт-дисках или через Интернет.
MPEG-2 Video (или H.262 )Хранение и обработка цифровых изображений в вещательных приложениях: цифровое телевидение, HDTV, кабельное, спутниковое, высокоскоростной Интернет; распространение видео на DVD.
H.261Первый из семейства стандартов кодирования видео (1988 г.). Используется в основном в более старых продуктах для видеоконференцсвязи и видеотелефонии.
H.263Видеотелефония по коммутируемой телефонной сети общего пользования ( PSTN )

Форма DCT, используемая в приложениях сжатия сигнала, иногда упоминается как «DCT-2» в контексте семейства дискретных косинусных преобразований [19] или как «DCT-II». [20]

В более поздних стандартах используются преобразования на основе целых чисел, которые имеют свойства, аналогичные DCT, но явно основаны на обработке целых чисел, а не определяются тригонометрическими функциями. [21] В результате того, что эти преобразования обладают свойствами симметрии, аналогичными DCT, и в некоторой степени являются приближениями DCT, их иногда называют «целочисленными DCT-преобразованиями». Такие преобразования используются для сжатия видео в следующих технологиях, относящихся к более современным стандартам:

СтандартТехнологии
ВК-1Windows media, диски Blu-ray .
H.264 / MPEG-4 AVCНаиболее часто используемый формат для записи, сжатия и распространения видео высокой четкости; потоковое интернет-видео; Диски Blu-ray; Вещание HDTV (эфирное, кабельное и спутниковое).
HEVCНовый преемник стандарта H.264 / MPEG-4 AVC, обладающий существенно улучшенными возможностями сжатия.
Изображения WebPГрафический формат, поддерживающий сжатие цифровых изображений с потерями. Разработано Google.
WebM видеоМультимедийный формат с открытым исходным кодом, разработанный Google и предназначенный для использования с HTML5.

Дизайн «целочисленного DCT» концептуально аналогичен традиционному DCT; однако он упрощен и предназначен для обеспечения точно заданного декодирования.

DCT широко цитируется в патентах, выдаваемых с 1976 года, некоторые примеры которых приведены ниже:

  • Быстрый поиск по патентам США: Название: DCT. Описание / Спецификация: Видео [6] ;
  • Быстрый поиск по патентам США: Название: Изображение. Аннотация: DCT [7] ;
  • Быстрый поиск по патентам США: Название: Видео. Аннотация: DCT [8] ;
  • Быстрый поиск по патентам США: Название: Изображение. Описание / Спецификация: DCT [9] ;
  • Быстрый поиск по патентам США: Название: Видео. Описание / спецификация: DCT [10] .

Вариант DCT, модифицированное дискретное косинусное преобразование (MDCT), используется в современных форматах сжатия звука , таких как MP3 , [22] Advanced Audio Coding (AAC) и Vorbis (OGG).

Дискретное преобразование синус (DST) , является производным от DCT, путем замены условию Неймана при х = 0 с условием Дирихля . [23] Летнее время было описано в документе DCT 1974 года Ахмедом, Натараджаном и Рао. [3]

Позднее Ахмед участвовал в разработке алгоритма сжатия без потерь DCT с Гиридхаром Мандьямом и Нираджем Маготрой из Университета Нью-Мексико в 1995 году. Это позволяет использовать метод DCT для сжатия изображений без потерь . Это модификация исходного алгоритма DCT, включающая элементы обратной DCT и дельта-модуляции . Это более эффективный алгоритм сжатия без потерь, чем энтропийное кодирование . [24]

Фон [ править ]

  • Выпускник школы мальчиков епископа Хлопка ; получил степень бакалавра в области электротехники в Инженерном колледже Университета Висвесварайя , Бангалор, Индия, в 1961 году;
  • Получил степень магистра и доктора философии. степени в области электротехники и вычислительной техники Университета Нью-Мексико в 1963 и 1966 годах соответственно. Руководителем его докторской диссертации был доктор Шломо Карни;
  • Главный инженер-исследователь, Honeywell , Сент-Пол, Миннесота, с 1966 по 1968 год;
  • Профессор кафедры электротехники и вычислительной техники, Государственный университет Канзаса , 1968–83;
  • 1983–2001: Университет Нью-Мексико - президентский профессор электротехники и вычислительной техники, 1983–89; Заведующий кафедрой электротехники и вычислительной техники, 1989–94; Декан инженерии, 1994–96; Младший проректор по исследованиям и декан аспирантуры, 1996–2001;
  • Консультант, Сандийские национальные лаборатории , Альбукерке, Нью-Мексико, 1976–90.
  • Замужем за Эстер Париенте-Ахмед, доктором философии, Университет Нью-Мексико , 1994. Сын Майкл Париенте, эсквайр. - Адвокат по уголовным делам Лас-Вегаса.

Книги [ править ]

Переведены на русский, китайский и японский языки:

  • Ведущий автор книги « Ортогональные преобразования для цифровой обработки сигналов» , Springer-Verlag (Берлин - Гейдельберг - Нью-Йорк), 1975 г., совместно с К. Р. Рао; переведены на русский (1980 г.) и китайский (1979 г.) . Это первое учебное пособие, включающее DCT, и одно из первых, в котором представлен единый подход к использованию синусоидальных и несинусоидальных ортогональных преобразований для обработки сигналов. По словам одного рецензента, « авторы пошли туда, куда другие опасались рискнуть. Поступая так, они разработали полезную книгу в качестве первой попытки в захватывающей области цифровой обработки сигналов и общих ортогональных преобразований»; подробности см. В H Эндрюс [11] .

Его продолжают цитировать в отношении широкого спектра приложений обработки сигналов - см. Цитаты из Google-Scholar [12] . Доступно примерно в 230 библиотеках . Переиздание этого первого издания в мягкой обложке теперь доступно - например, см. Springer-Verlag , Amazon , Barnes and Noble и Alibris .

  • Ведущий автор книги «Сигналы и системы в дискретном времени» , Reston Publishing Company, Inc. (A Prentice-Hall Company), Рестон, Вирджиния, 1983, с Т. Натараджаном; переведен на японский язык (1990) . Доступно примерно в 215 библиотеках .

В популярной культуре [ править ]

В сезоне 5 , эпизод 8 NBC, это мы , история Ахмеда было сказано , чтобы подчеркнуть важность изображения и передачи видео через Интернет в современном обществе, в частности , во время COVID-19 пандемии . Эпизод заканчивается фотографией Ахмеда и его жены с подписями, объясняющими важность его работы, а также тем фактом, что продюсеры поговорили с парой по видеочату, чтобы узнать их историю и включить ее в эпизод.

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Ахмед, Насир (январь 1991 г.). «Как я пришел к дискретному косинусному преобразованию» . Цифровая обработка сигналов . 1 (1): 4–5. DOI : 10.1016 / 1051-2004 (91) 90086-Z .
  2. ^ Станкович, Радомир С .; Астола, Яакко Т. (2012). "Воспоминания о ранних работах в DCT: Интервью с К.Р. Рао" (PDF) . Отпечатки с первых дней информационных наук . 60 . Проверено 13 октября 2019 .
  3. ^ a b c Ахмед, Насир ; Натараджан, Т .; Рао, KR (январь 1974), "дискретного косинусного преобразования" (PDF) , IEEE Transactions на компьютерах , C-23 (1): 90-93, DOI : 10,1109 / TC.1974.223784
  4. ^ Рао, КР ; Ип П. (1990), Дискретное косинусное преобразование: алгоритмы, преимущества, приложения , Бостон: Academic Press, ISBN 978-0-12-580203-1
  5. ^ «T.81 - ЦИФРОВОЕ СЖАТИЕ И КОДИРОВАНИЕ НЕПРЕРЫВНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ - ТРЕБОВАНИЯ И РЕКОМЕНДАЦИИ» (PDF) . CCITT. Сентябрь 1992 . Проверено 12 июля 2019 .
  6. ^ Британак, Владимир; Ип, Патрик С .; Рао, КР (2010). Дискретные косинусные и синусоидальные преобразования: общие свойства, быстрые алгоритмы и целочисленные приближения . Эльзевир . п. 51. ISBN 9780080464640.
  7. ^ Избранные статьи по визуальной коммуникации: технологии и приложения , (SPIE Press Book), редакторы Т. Рассел Хсинг и Эндрю Г. Тешер, апрель 1990 г., стр. 145-149 [1] .
  8. ^ Избранные статьи и учебное пособие по обработке и анализу цифровых изображений, Том 1, Обработка и анализ цифровых изображений , (IEEE Computer Society Press), редакторы Р. Челлаппа и А.А. Савчук, июнь 1985 г., стр. 47.
  9. ^ Ахмед, Н .; Натараджан, Т .; Рао, КР (январь 1974), "дискретного косинусного преобразования", IEEE Transactions на компьютерах , C-23 (1): 90-93, DOI : 10,1109 / TC.1974.223784
  10. ^ Цитирование DCT через Google Scholar [2] .
  11. ↑ Эндрю Б. Уотсон (1994). «Сжатие изображений с использованием дискретного косинусного преобразования» (PDF) . Mathematica Journal . 4 (1): 81–88.
  12. ^ сжатие изображения .
  13. ^ Преобразование кодирования .
  14. ^ GK Wallace, JPEG 1992 [3] .
  15. ^ CCITT 1992 [4] .
  16. ↑ KR Rao и JJ Hwang, Методы и стандарты кодирования изображений, видео и аудио , Prentice Hall, 1996; JPEG: Глава 8; H.261: Глава 9; MPEG-1: Глава 10; MPEG-2: Глава 11.
  17. Перейти ↑ Yao Wang, Video Coding Standards: Part I, 2006
  18. Перейти ↑ Yao Wang, Video Coding Standards: Part II, 2006
  19. ^ Gilbert Странг (1999). "Дискретное косинусное преобразование" (PDF) . SIAM Обзор . 41 (1): 135–147. Bibcode : 1999SIAMR..41..135S . DOI : 10.1137 / S0036144598336745 .
  20. ^ Дискретное косинусное преобразование .
  21. ↑ Джэ-Бом Ли и Хари Калва, Стандарты сжатия видео VC-1 и H.264 для широкополосных видеосервисов, Springer Science + Business Media, LLC, 2008, стр. 217-245; подробнее об этой книге см. [5]
  22. ^ Гукерт, Джон (весна 2012 г.). «Использование БПФ и MDCT в сжатии аудио MP3» (PDF) . Университет Юты . Проверено 14 июля 2019 .
  23. ^ Британак, Владимир; Ип, Патрик С .; Рао, КР (2010). Дискретные косинусные и синусоидальные преобразования: общие свойства, быстрые алгоритмы и целочисленные приближения . Эльзевир . С. 35–6. ISBN 9780080464640.
  24. ^ Мандьям, Гиридхар Д .; Ахмед, Насир; Маготра, Нирадж (17 апреля 1995 г.). «Схема на основе DCT для сжатия изображений без потерь» . Сжатие цифрового видео: алгоритмы и технологии 1995 . Международное общество оптики и фотоники. 2419 : 474–478. Bibcode : 1995SPIE.2419..474M . DOI : 10.1117 / 12.206386 . S2CID 13894279 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Публикации Насира Ахмеда, проиндексированные Google Scholar
  • Стипендиат IEEE в 1985 г. «За вклад в инженерное образование и цифровую обработку сигналов». [13] .
  • Премия «Выдающийся инженер-выпускник» Университета Нью-Мексико , 2001 г. [14] .
  • Премия «Выдающийся выпускник факультета», Государственный университет Канзаса , 1982–1983 годы. [15] .