master
Wojciech Janota 7 months ago
parent db60a3d88c
commit 16543c0b8f

Binary file not shown.

@ -12,6 +12,7 @@
\usepackage{enumerate} %Pakiet do robienia niestandardowych list. \usepackage{enumerate} %Pakiet do robienia niestandardowych list.
\usepackage{ulem} %Pakiet do tekstu z kropkami pod nim \usepackage{ulem} %Pakiet do tekstu z kropkami pod nim
\usepackage{xcolor} \usepackage{xcolor}
\usepackage{hyperref}
%dodatkowe operatory matematyczne %dodatkowe operatory matematyczne
\DeclareMathOperator{\sgn}{sgn} %funkcja signum \DeclareMathOperator{\sgn}{sgn} %funkcja signum
\newcommand{\norm}[1]{\left\Vert #1\right\Vert} %norma \norm{x}=||x|| \newcommand{\norm}[1]{\left\Vert #1\right\Vert} %norma \norm{x}=||x||
@ -66,50 +67,48 @@
\begin{center} \begin{center}
{\LARGE Uniwersytet Śląski w Katowicach} {\LARGE Uniwersytet Śląski w Katowicach}
\vskip 1cm \vskip 1cm
{\LARGE Wydział Matematyki, Fizyki i Chemii} {\LARGE Wydział Nauk Ścisłych i Technicznych}
\vskip 1cm \vskip 1cm
{\LARGE Instytut Matematyki} {\LARGE Instytut Informatyki}
\vskip 3cm \vskip 3cm
{\Large \bf Imię i nazwisko}% wstaw swoje dane {\Large \bf Wojciech Janota}% wstaw swoje dane
\vskip 1cm \vskip 1cm
{\large Numer albumu 012345}% numer albumu {\large Numer albumu 354540}% numer albumu
\vskip 2.5cm \vskip 2.5cm
\begin{doublespace} \begin{doublespace}
{\huge \bf RÓWNANIA FUNKCYJNE ORAZ ICH STABILNOŚĆ}% tytuł pracy {\LARGE \bf OPTYMALIZACJA KOMPRESJI OBRAZÓW \\W FORMACIE JPEG ZA POMOCĄ METOD UCZENIA MASZYNOWEGO}% tytuł pracy
\end{doublespace} \end{doublespace}
\vskip 2.5cm \vskip 1cm
{\large PRACA DYPLOMOWA\\LICENCJACKA (lub MAGISTERSKA/INŻYNIERSKA)} {\large PRACA DYPLOMOWA\\MAGISTERSKA}
\end{center} \end{center}
\vspace{3.0cm} \vspace{3.0cm}
\begin{flushright} \begin{flushright}
\parbox{4.5cm}{Promotor: \\ \parbox{4.5cm}{Promotor: \\
Dr Radosław Łukasik} Dr Rafał Skinderowicz}
\end{flushright} \end{flushright}
\vspace{3cm} \vspace{3cm}
\begin{center} \begin{center}
Katowice 2019% rok Sosnowiec 2024% rok
\end{center} \end{center}
\newpage \newpage
\thispagestyle{empty} \thispagestyle{empty}
\noindent \noindent
Słowa kluczowe: \dotuline{równanie Cauchy'ego, Jensena, stabilność\hfill}\\% wstaw swoje słowa kluczowe max 2 linijki Słowa kluczowe: \dotuline{kompresja, uczenie maszynowe, DCT, dyskretna transformata kosinusowa, JPEG\hfill}\\[1cm]% wstaw swoje słowa kluczowe max 2 linijki
\par \dotuline{\hfill}\\[1cm]
\textbf{Oświadczenie autora pracy}\\[1cm] \textbf{Oświadczenie autora pracy}\\[1cm]
Ja niżej podpisany/a:\\ Ja niżej podpisany/a:\\
\par imię (imiona) i nazwisko \dotuline{Jan Kowalski\hfill}\\% wstaw swoje dane \par imię (imiona) i nazwisko: \dotuline{Wojciech Janota\hfill}\\% wstaw swoje dane
\par autor pracy dyplomowej pt. \dotuline{Klasyczne równania funkcyjne\hfill}\\% wstaw swój tytuł \par autor pracy dyplomowej pt. \dotuline{Optymalizacja kompresji obrazów w formacie JPEG\hfill}\\% wstaw swój tytuł
\par\dotuline{\hfill}\\% \par\dotuline{za pomocą metod uczenia maszynowego\hfill}\\%
\par\dotuline{\hfill}\\% razem 3 linie na tytuł jeśli jest ich więcej usuń
\noindent Numer albumu: 012345\\% wstaw numer albumu \noindent Numer albumu: 354540\\% wstaw numer albumu
\noindent Student/ka Wydziału Matematyki, Fizyki i Chemii Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach\\ \noindent Student/ka Wydziału Nauk Ścisłych i Technicznych Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach\\
\noindent kierunku studiów\\ \noindent kierunku studiów\\
\dotuline{Matematyka\hfill}\newline \dotuline{Informatyka\hfill}\newline
\noindent specjalności\\ \noindent specjalności\\
\dotuline{Matematyka nauczycielska\hfill}\\% wstaw swoją specjalność \dotuline{Analiza Danych\hfill}\\% wstaw swoją specjalność
\noindent Oświadczam, że ww. praca dyplomowa: \noindent Oświadczam, że ww. praca dyplomowa:
\begin{itemize} \begin{itemize}
@ -132,100 +131,31 @@ Oświadczam również, że treść pracy dyplomowej zamieszczonej przeze mnie w
\chapter*{Wstęp} \chapter*{Wstęp}
\addcontentsline{toc}{chapter}{Wstęp} \addcontentsline{toc}{chapter}{Wstęp}
We wstępie opiszemy z grubsza co robimy w tej pracy. \section*{Wprowadzenie}
\paragraph{}
\chapter{Pierwszy rozdział} Na przełomie lat 90 i 2000 ubiegłego wieku miała miejsce rewolucja w podejściu do sposobu korzystania z komputerów. Internet, bo to o nim mowa, stał się integralną częścią życia codziennego ludzi na całym świecie,
\begin{df} co zrodziło całą klasę nowych wyzwań dla informatyków. Jednym z największych problemów, które musiały zostać rozwiązane, było zmniejszenie ilości danych przesyłanych przez sieć. Było to podyktowane ograniczeniami technologicznymi, między innymi
\label{def1.1} małymi przepustowościami sieci, czy też dopiero rodzącymi się standardami. Wtedy też powstawały pierwsze algorytmy do kompresji obrazów, które
Funkcję $f \colon \R^N \to \mathbb{R} $ nazywamy addytywną były kluczowe dla rozwoju Internetu, jaki znamy dzisiaj.
wtedy i tylko wtedy, gdy spełnia ona równanie Cauchy'ego, to znaczy
\begin{equation}%jednolinijkowy wzór z numerem Jednym z pierwszych, a zarazem bardziej popularnych formatów kompresji obrazów został standard JPEG\footnote{ISO/IEC 10918} w wersji 1.
\label{eq1.1} Prace nad nim rozpoczęto już w 1986 roku, natomiast gotowy projekt zaprezentowano w roku 1992. Ostatnia jego wersja pojawiła się w roku
f(x+y)=f(x)+f(y),\ x,y\in\R^N. 1994\cite{jpeg_1_website}. Do dziś jest najbardziej rozpowszechnionym formatem, w którym przesyłane są obrazy, zdjęcia, a większość urządzeń potrafi go zdekodować i wyświetlić.
\end{equation}
\end{df} W ostatnich latach powstało wiele ,,następców'' formatu JPEG, którzy oferują wyższy stopień kompresji oraz lepszą jakość obrazu. Należą do nich m.in.:
Do równania \eqref{eq1.1} się tutaj odwołamy (\ref{eq1.1}). Jest to równanie z definicji \ref{def1.1}
\begin{itemize}
\begin{lem} \item JPEG XL - nowy standard opracowany przez konsorcjum JPEG, zaprezentowany w 2022 roku. Skupia się na balansie pomiędzy stopniem kompresji, prędkości dekodowania i enkodowania oraz jakością\cite{jpeg_xl_website},
Jeżeli $f \colon \R^N \to \R$ jest addytywna to: \item HEIC/HEIF - opracowany przez grupę ekspercką MPEG\footnote{The Moving Picture Experts Group} i zaprezentowany w 2015 roku. Opiera się na formacie HEVC\footnote{High Efficiency Video Coding}, zapewnia rozmiar pliku wyjściowego o około 50\% mniejszy w porównaniu do klasycznego JPEG (przy zachowaniu podobnej jakości)\cite{heif_website},
\begin{equation*}%jednolinijkowy wzór bez numeru \item WEBP - opracowany przez Google oraz zaprezentowany w 2010 roku. Opiera się na enkoderze VP8, zapewnia kompresję o około 20-30\% lepszą od JPEG przy podobnej jakości\cite{webp_google_website}.
f(\sum \limits_{i=1}^{n} x_{i})=\sum \limits_{i=1}^{n} f(x_{i}) \end{itemize}
\end{equation*}
dla każdego $n \in \N$ i dla wszystkich $x_1,x_2,...,x_n \in\N^N$. \paragraph{}
\end{lem}
\begin{dwd}
Zauważmy, że \chapter{Analiza problemu}
\begin{align*}%wielolinjkowe obliczenia/wzory bez numeracji
f(\sum \limits_{i=1}^{n+1}x_i)= f(\sum\limits_{i=1}^{n}x_i + x_{n+1})= f(\sum\limits_{i=1}^{n}x_i) + f(x_{n+1}) \bibliographystyle{plain}
= \sum\limits_{i=1}^{n}f(x_i) +f(x_{n+1}) = \sum \limits_{i=1}^{n+1} f(x_i) \bibliography{bibliography}
\end{align*}
\end{dwd}
\begin{lem}
Jeżeli %$f_{1} \colon \mathbb{R}^N \to \mathbb{R}$ i
$f_1,f_2 \colon \mathbb{R}^N \to \mathbb{R}$
są funkcjami addytywnymi, to dla wszystkich $a,b\in\mathbb{R}$ funkcja
$f=af_{1}+bf_{2}$ jest addytywna.
\end{lem}
\begin{dwd}
Ustalmy $x,y \in \R^N$.
Wówczas
\begin{align*}
f(x+y) &=af_1(x+y) + bf_2(x+y)%= \\
=a\Big( f_1(x) +f_1(y)\Big) + b\Big(f_2(x)+f_2(y)\Big) \\
&=af_1(x) + bf_2(x) +af_1(y) + bf_2(y)
= f(x)+f(y).
\end{align*}
\end{dwd}
\chapter{Rozdział drugi}
Rozważmy równania funkcyjne:
\begin{eqnarray}%zamiast align
E(x+y)&=& E(x) \cdot E(y) \label{eq:20a} \\ %E
L(xy)&=& L(x) + L(y) \label{eq:20b} \\ %L
M(xy)&=& M(x) \cdot M(y) \label{eq:20c} % M
\end{eqnarray}
znane jako warianty równania Cauchy'ego.\\
Będziemy je odpowiednio nazywać: wykładnicze, logarytmiczne i multiplikatywne.
\section{Równanie wykładnicze}
Coś piszemy w podrozdziale.
\section{Równanie logarytmiczne}
\begin{uw}
Rozwiązania tego równania można znaleźć w \cite{Kuczma2009}. Pewne uogólnienia znajdują się za to w pracy R. Łukasika (patrz~\cite[Theorem 2]{Lukasik2014}).
\end{uw}
Rozpatrzmy następujący wykres funkcji (lepiej robić w zewnętrznym programie w formacie eps):\\
\setlength{\unitlength}{0.1mm}%definicja jednostki
\begin{picture}(1000,500)
\linethickness{1mm}%grubość linii
\put(100,100){\textcolor{red}{\line(1,1){300}}}
\linethickness{0.5mm}
\linethickness{0.1mm}\put(0,250){\vector(1,0){1000}}
\linethickness{0.1mm}\put(500,0){\vector(0,1){500}}
\thicklines
\put(25,25){\textcolor{blue}{\circle{30}}}
\put(500,250){\textcolor{green}{\circle*{30}}}
\put(950,200){\mbox{$t$}}
\put(520,450){\mbox{$f(t)$}}
\qbezier(500,250)(550,400)(1000,500)
\end{picture}
$$\ilsk{x}{x}=\norm{x}^2$$
$$n^2 \underset{n\to\infty}{\longrightarrow} \infty$$
%bibliografia
\begin{thebibliography}{99}
\addcontentsline{toc}{chapter}{Bibliografia} %dodajemy ją do spisu treści
\bibitem{AD1989}
J. Acz{\'e}l, J. Dhombres, Functional Equations in Several Variables, Cambridge University Press, Cambridge (1989).
\bibitem{Kannappan}
Pl. Kannappan, Functional Equations and Inequalities with Applications, Springer, 2009 \\
\bibitem{Kuczma2009}
M. Kuczma, Introduction to the Theory of Functional Equations and Inequalities, second edition, Birkhäuser, 2009.
\bibitem{Lukasik2014}
Radosław Łukasik, Some generalization of the quadratic and Wilsons functional equation, \textit{Aequat. Math.} \textbf{87} (2014), 105--123.
\end{thebibliography}
\end{document} \end{document}

@ -0,0 +1,28 @@
@online{jpeg_1_website,
author = {Joint Photographic Experts Group},
title = {JPEG - ABOUT JPEG 1},
year = {N/A},
url = {https://jpeg.org/jpeg/index.html},
note = {Dostęp: February 1, 2024, URL: \url{https://jpeg.org/jpeg/index.html}}
}
@online{jpeg_xl_website,
author = {Joint Photographic Experts Group},
title = {JPEG - ABOUT JPEG XL},
year = {N/A},
url = {https://jpeg.org/jpegxl/index.html},
note = {Dostęp: February 6, 2024, URL: \url{https://jpeg.org/jpegxl/index.html}}
}
@online{webp_google_website,
author = {Google},
title = {An image format for the Web},
year = {14-09-2023},
url = {https://developers.google.com/speed/webp},
note = {Dostęp: February 6, 2024, URL: \url{https://developers.google.com/speed/webp}}
}
@online{heif_website,
author = {The Moving Picture Experts Group},
title = {Image File Format},
year = {N/A},
url = {https://mpeg.chiariglione.org/standards/mpeg-h/image-file-format},
note = {Dostęp: February 6, 2024, URL: \url{https://mpeg.chiariglione.org/standards/mpeg-h/image-file-format}}
}
Loading…
Cancel
Save