Internati o nal  Journal of Ele c trical   and Computer  Engineering  (IJE CE)  V o l.  6, N o . 4 ,  A ugu st  2016 , pp . 16 27 ~ 1 636  I S SN : 208 8-8 7 0 8 ,  D O I :  10.115 91 /ij ece.v6 i 4.1 029 1          1 627     Jo urn a l  h o me pa ge : h ttp ://iaesjo u r na l.com/ o n lin e/ind e x.ph p / IJECE  RGB Medical Vi deo Com p ressi on Using Geom etric Wavelet  and SPIHT Coding       Habc hi Yassi ne 1 ,  Bela dg ham Mo ha mmed 1 , Ta leb Abdelma lik Ahmed 2   1  Department of   Electrical Eng i n eering ,   LTIT Laborator y ,  T a hri   M oham m e d Univers i t y  of  Be cha r , Be char , Alg e ri a  2  LAMIH UMR CNRS 8530, Le  Mont Hou y , 593 13 Valen c iennes ,  France      Article Info    A B STRAC T Article histo r y:  Received Feb 24, 2016  Rev i sed   May 26 , 20 16  Accepted  Jun 10, 2016      The  compression of medical  video r e pr es ent s  a big  chal le nge. I t  ge ts   indispensable solution in field o f  stor age and tr ansmission of  me dical data.  This paper  intr oduces an  algor ithm for color  medical v i deo  compression  based on geometrical wav e let  coupled  with S P IHT coding algorithm. In  order to prov e the efficiency  of  our algor ithm,  comparativ e stu d y   is made  between  other  c l as s i ca l tr ans f orm s . Th e peak signal- no ise Rate (PSNR), it  us ed as  an obje c tiv e param e t e r  to m eas ure the  qualit y of r ecov r ed fram e s .   The exp e rimental results show th at th e proposed  algorithm for lo w bit rate is   superior to traditional methods;  this is  justified  with a high valus of PSNR   parameter .   Keyword:  Geom etric wavelet   M e di cal  vi de o  codi ng   SPIHT c o der   Copyright ©  201 6 Institut e  o f   Ad vanced  Engin eer ing and S c i e nce.  All rights re se rve d .  Co rresp ond i ng  Autho r :  Yassine  Ha bc h i ,   Depa rt m e nt   of El ect ri cal   Engi neeri n g ,   LT IT Lab o rat o ry ,    Tahri  M o ham m e d U n i v e r si t y  of  B echa r ,    P.O . B o x 41 7,  08 0 0 0 ,   B e c h ar,   Al ge ri a.   Em a il: h a b c h i 8j ij el@g m a il.co m       1.   INTRODUCTION  W i t h  t h e  i m port a nt  i n c r easi n g  vol um es of  dat a  i n  t h e fi el d  of m e di cal  i m agi ng,  com p r e ssi on  i s  t h e  maj o r  ch allenges in  h ealth care ser v ices.  In  teleh ealth , Magn etic Reso n a n c e I m ag in g  ( M RI ) ,   U ltr asound  (U S),  Co m p u t ed  Tom o g r aph y  (CT), etc need  t o   be tran sm itted  t o  ano t h e r m e d i cal ex p e rt. Th ese hu g e   d a ta cau s e a  hi g h  t i m e t r ansm i ssi on an d st ora g e c o st .  T h e pr o b l e m  b ecom e s even m o re critical with the ge ne ralisation  of  3D se que nce.  So i t  i s  necessary  t o  use com p ressi o n  i n  o r de r t o  red u ce t h e am ount  o f  m e d i cal  dat a  t o  be  st or e d   an d  t r an sm itte d .  In  th e literat u re m a n y  co mp ressi on  sch e mes b y  tran sform a t i o n  h a v e   been  pro p o s ed ,  we can  ci t e  t h e st anda rds  M P EG  f o r  com p ressi n g   vi de o.  Al l  o f  t h ese st a nda rd s  are  based  o n  t h e di sc ret e  c o si ne   trans f o r m   (DCT) [1] .    Ov er th e  p a st ten  years, th e  wav e lets (DWT) co m p ression  h a s si g n i fican tly b e tter p e rform a n ce in  term s  o f  ob j ect iv e and  sub j ectiv e p a ram e ters at lo w b it  rat e . To im pro v e t h e codi ng  efficiency, this trans f orm   i s  sui t a bl e t o  ho ri zo nt al  vert i cal  and di ag onal  di rect i o n s . These c h ar act eri s t i c s per m i t  a hi gher  codi ng   efficiency  i n  isotropic regularity  along  various c u rves . Unfort unately,  th ese sep a rately b a sis  presen t   discontinuities in all recovered fram es.  In fact,  the degra d ation of  qu al ity visual increases trem endously.  Seve ral  ri go ro us t r ans f orm s   have  been de v e l ope d an d ex p l oi t  t o  encapsu l a t e  ani s ot ro pi c regul a r i t y  i n   fram e s.   I n   [2 ] CA ND ES and   D ONOH O in tro d u c ed r i dg elet tr an sfo r m  as m u lt id imen sio n a l ex ten s ion   o f  th e  wav e let   tr an sf or m .  I n 19 99 , C A ND ES and  DO NOH O  i n tr odu ced   cur v elet tr an sfo r m  [ 3 ].  In [ 4 ] and  [5 ] D O  and  VETTER  ha ve  propose d  c o ntourlet tr ans f orm .  All  these represe n tations  are use d  to e x ploit the  geom etric   regu larity b u t   d o   n o t  allow to  exp l o it co mp letely . To o v e rcom e t h ese lim it at i ons, PE NNEC  a nd M A LL AT   in trodu ced g e ometric wav e let to   represen t di ffe rentes  re gul arity  [6]  a n d  [ 7 ] .    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN :  2 088 -87 08  I J ECE   Vo l. 6 ,  N o . 4 ,  Au gu st 2 016   :   16 27  –  1 636  1 628 To  im p r ov e the qu ality o f  fra m e s in  v i d e o at h i gh  co m p ression   rate, sev e ral co ders  h a v e  b e en  p r op o s ed   and   repo rted  i n  the literatu re. Th e effectiv en ess  of  cod i ng  was first d e mo n s t r ated  b y  Sh ap i r o’s  Em b e d d e d  Zero tree  Wav e let (EZW) [8 ]. Later, research  b y  Sai d  and  Pearlm an  on  Set Partition i ng  i n   Hierarc h ical T r ees enc o der  (SPIHT)  [9]. SPIHT applie d  success f ully to bot h lossy a n d lossless c o mpressi on  o f  im ag e an d im p r o v e d   u pon EZW .   Th is  pap e r is  o r g a n i zed  as fo llow s : Section   2   d e scr i b e s th e  g e ometr i c  wavel e t .  S P I H T code r i s  di s c usse d i n  sect i on 3 .  Sect i o n  4 desc ri bes s t eps of  pr o p o s ed al g o ri t h m .  The  per f o r m a nce and  t h e e xpe ri m e nt al  res u l t s  ar e sh ow n i n  sec t i on  5. Fi nal l y , a co ncl u si on  s u m s  up t h e  fi n d i n gs   of  pa per .       2.   GEOMET RIC WAVELET  Ove r  the past  decade s , there  has bee n  abundant in terest on X_Lets fam i ly  for the compressi on of  im age. Pennec  and M a l l a t  have pr o v e n  t h at  geom et ri c  wavel e t  has n on  separa bl e basi s ,  unl i k e t h e  w a vel e t   t r ans f o r m ,  t h i s  adva nt age  i s   v e ry  i m port a nt  i n  m a ny  d o m a ins.  The  wa vel e t  bases  ge nerat e s a r e d u nda nc y ,  t h i s   is tran slated  in   th e p r esen ce  o f  h i g h -m ag n itud e  co efficien ts  in  th e sing u l ari ties o f  th e im a g e [1 0 ] . To  m a in tain   the re gularity of the  fram e , each  fram e  is decom posed  through  wavelet t r ansfor m .   Afte r decom position we   obt ai n   f o ur spa t i a l   freq u e n cy  sub b a n ds. The  sub b a n ds  a r e g i ven  a s :       y x y x f y x a j j j , , ,       y x y x f y x d j j H j , , ,                                                                                                                ( 1 )                            y x y x f y x d j j V j , , ,     y x y x f y x d j j D j , , ,     w h er e  j :repre sent t h e s cale factor.   y x j , :scalin g  fun c tio n.   y x j , :wavelet function.  Due  to the  re dundancy  of t r an sform ,   we can partition each  subba nds into seve ral  bloc ks  with  diffe re nt size to take a best segm entation of each scale.  We prese n t the support of the blocks as  S , an d  it is   di vi de d  i n t o  s m al l  several  s u b- regi on s.S u c h  segm ent a t i on  is re prese n ted  as qua d -tree .  T h e l o cal di rections  in  whi c h f r am es  have  re gul ar  v a ri at i ons a r e s h o w n by   geom et ri c fl ow . T h e  rel a t i ons hi p  b e t w een t h e  ge o m et ric  fl o w  a n d  cu rve  i n  eac h  regi on  o f   bl oc ks ca n  be  got t e n  by   E quat i o n  2  [ 11] .     ) ( 1 ) ( 1 1 ) ( 2 x c x c x                                                                                                                                              ( 2 )      x c ' : Slo p e  of   op tical f l ow .  The  optim a l geom etric flows  of each bl ock a r e  determ ined by  m i nimizing a  Lagrange cos t      2 2 3 , 28 R s jG j B j j L fR f f Q R R R                                                                                                     (3)     To  op timize al g o rith m  o f  q u a d - tree seg m en tatio n ,  Peyre and  Mallat p r op osed  to  bu ild  the b e st q u a d- tree seg m en tati o n , th is co rresp ond ing  to  mi n i mize th e La gran gi an co st  of  com b i ng t h e fou r  chi l d ren t o get h e r .   For a  L xL  bl ock  S , d e no te its fo u r  ch ild ren  as 4 3 2 1 , , , s s s s , t h e Lagra nge  cost  of com b i ng t h e  f o u r   ch ild ren  t o g e t h er is:         2 01 0 2 0 3 0 4 0 3 28 L sL s L s L s L s L s Q                                                                                                    ( 4 )          Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN :  208 8-8 7 0 8       RGB  Medi c al   Vi deo  C o mp re ssi on  Usi n g  Ge omet ri c W a vel et  an d  SP IH T  C odi ng  ( H a b c h i  Y a ssi ne)   1 629  If there is  no geom etric flow in  t h at  m acro- bl ock ,  i t  m eans that  t h e m acro- bl oc k i s  re g u l a r u n i f orm l y   so we ca n  use  wavel e t  ba si s. Ot he rwi s e ,  t h e su b - bl oc k  m u st  be proce ssed  by  ge om et ri c wavel e t   basi s b y   appl y i n g  t h e w a rp  o p erat i o n,   whi c h i s   defi ne d i n  [ 1 2] .  Each im age of sequence is com p ressed by codi ng  of  se gm ent a t i on o f  i m age an d a geom et ri c fl ow i n   each re gion  of  the segm entation. After  qua nt ization, th e c o e fficients are coded. T h e total num ber  of  bits  R is  decom pose d  i n t o       jB jG js j R R R R R ,     w h er e  s R is th e  n u m b e r  o f  b its to cod e   th e d y ad ic sq uare seg m en tati o n .  G R is the  num ber  of bits to code  th e di rection in each  square  re gion  B R is th e  n u m b e r  o f  b its to cod e   th e qu a n tized  geom etric wavelet coef ficients.    The   wavel e t  c o ef fi ci ent s  a r e  pr o duct s  bet w een  f unct i o n   , f xy   and  basi s of  di scret e   se para bl e   wav e let.    12 12 12 ,, ,, ,, , , jn jn jn j n jn j n xy xy x y                                                                                                                                         (5)      Sepa rable wa velets are  warpe d  with an operat or  W al on g fl o w  l i n es,  de fi ne d as  ,, Wf x y f x y c x   fo r th e  v e rtical p a rallel flo w . Th e  W  is an   o r t h ogo n a l operato r, its  ad jo in t is equ a l to  its  in v e rse,    1 ,, , W f xy W f xy f x y c x  . Th e warp ed wav e let b a sis is  obt ai ne d by   1 W  to each  sepa rable  wa velet basis.    2 2 2 , ,, ,, , ,, , () ( ( ) ) () ( ( ) ) () ( ( ) ) H j n jn jn V j nj n j n D jn jn j n xy c x xy c x xy c x                                                                                                                                   (6)     After   W ope rat i o n  of  wa vel e t   basi s, t h e  ne x t  st ep i s  a  ba ndel e t i zat i o n  t o  c o n s t r uct  ge om et ri c  wav e let. The  , x y consi s t s  o f   hi g h - pass   fi l t e rs  a n d  has  va ni shi n g m o m e nt s at  l o we r  resol u t i o ns,  t h i s  i s   v a lid  fo r  V n j , and D n j , , but  not   f o r H n j , . Pr obl em  of reg u l a ri t y  al ong t h e  fl ow l i n e i s  d u e t o  t h e scal i n g   fu nct i o n   , x y  wh ere it co n s ists o f  low-p a ss  fi l t ers and  does  not  ha ve va ni shi n g m o m e nt at  l o wer  reso l u tio ns. To tak e  adv a n t age o f  regu larity alo n g  th e fl ow lin es fo r  H n j , , th e d e form ed  wav e let b a sis i s   bandeletization  by replacing  t h e horizontal wavelet  H n j , with  new fun c tion s     ,, () ( ( ) ) jn j n x yc x                                                                                                                    (7)     The  ort h o n o rm al  basi s  of  ge o m et ri c wavel e t  o f  fi el d  wa r p i n g  i s   defi ne d  b y :     , ,, ,, , ,, , () ( ( ) ) () ( ( ) ) () ( ( ) ) H j n jn jn V j nj n j n D jn jn j n xy c x xy c x xy c x                                                                                                                            (8)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN :  2 088 -87 08  I J ECE   Vo l. 6 ,  N o . 4 ,  Au gu st 2 016   :   16 27  –  1 636  1 630   Aft e r  wa rpi n g ,  t h e  war p ed   regi on i s   reg u l ar al on g t h e  vert i cal  o r  h o ri z ont al  (sam e pre v i o us   ope rat i o ns)  di r ect i on.   T h e  ba ndel e t i zat i o n  r e m oves t h e c o rrelatio n th at  ex ists  b e tween   wav e let co ef fi cien ts  n ear th e si n gularity . Lastly , th e resu ltin g  o f   g e o m etric  wav e let co ef fi cients are c o m puted from  warpe d   wav e lets with  1 D  d i screte wav e let  tran sfo r m   th an  ar e  en cod e d  using su bb and  coder .   Th e fu ll detailed   descri pt i o n s   of  t h e  geom et ri c wavel e t  a r e s h ow n i n  Fi gu re  1.           Fi gu re  1.   B l oc k  di ag ram  of g e om et ri c wavel e t  fo r m e di cal  vi de o e n co di ng       3.   REVIEW  OF   SET PA RTIT IONI NG  IN   HIER AR CHI CAL T R EES   SPI HT  [1 3]   i s  con s i d ere d   t o  be one   o f   t h e m o st  popular  wavelet im age com p ression al gorithm s .  The   su ccess  of SPIHT  is  d u e  to  t h e  o r g a n i sation   o f   wav e let co ef ficien ts in t o  th e sp atial o r i e n t atio n  t r ees.  Th ree  typ e s o f  trees:   , Di j ,  , Oi j  and  , Li j , wi t h   ro ot  at  co or di nat e   , ij , are  use d  t o   hol d wa vel e t   coef ficients  as  sets:  , Oi j is a sp ecial case  o f   , Di j , and   ,, , Li j D i j O i j  . All   co ef ficien ts are or g a n i sed in  t h ree lists:  LIP  (Li s t   of  i n s i gni fi ca nt  Pi xel s ).    LIS (Li s t  of I n si gni fi ca nt   Set s ).   LSP  (List o f  Sig n i fican t  Pi x e ls).   During in itiali satio n ,  th e co ef ficien ts in h i gh   frequ en cy  sub b a nd  are pu t  o n  th e   , Di j  t y pes   of   trees in LIS,  with  ro o t s , ij  at t h e  coarse st s u bba n d a n d leaves   on  t h e  fi nest  s u bba n d ;   ot he r c o ef fi ci ent s  a r e   o u t  in  t h e LIP; th e in itial LSP   is e m p t y .   Th en b it p l an e cod i n g  is tran sm itt ed  b y  so rting  an d   refi n e m e n t  p a sses.  In s o rting pas s ,  the  c o ef ficients i n   LIP  a r e  scanned  a n d  c ode d  i n di vi dua l l y , and  si gni fi cant  c o ef fi ci en t s  ar e   m o v e d  to LSP; th e t r ees i n  LIS are scan n e d   an d co d e d ,   and sign ifican t t r ees are p a rtitio ned  i n  su b t rees  an d /   or indi vidual coef ficients,  which are  put  t o   LIS, L I P  a n d L S P  res p ect i v el y .  In  refi nem e nt  pass, c o ef fi ci ent s  i n   LSP  a r e sca n ne d a n d  co de d.           Fi gu re  2.  B l oc k  di ag ram  of g e neri c  bi na ry   o f  SP I H T e n c o d e r         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN :  208 8-8 7 0 8       RGB  Medi c al   Vi deo  C o mp re ssi on  Usi n g  Ge omet ri c W a vel et  an d  SP IH T  C odi ng  ( H a b c h i  Y a ssi ne)   1 631  4.   PROP OSE D  ALGO RITH M  The  pr o p o s ed   al go ri t h m  t o  en code  m e di cal  fram e s devel o p e d as  f o l l o w s :     Step 1:  Inpu t th e co lor  m e d i cal sequ en ces of size 512 x51 2.    Step 2:  Decom pos e the  each input  Y, C b   a nd  Cr fram e   through 2D DWT.    Step 3:  T h e  Y,  C b  a n d C r  o f  e ach  fram e  of se que nces   are  re cursi v ely segm ented i n to  dya d ic s qua res.      Step 4:   G e o m etr i c f l ow  is constr u c ted in   squar e  for  each   Y ,  Cb  and  Cr.    Step 5:  T h e  w a vel e t s  basi s  i s  wa rpe d  al on g  geom et ri c fl o w .    Step 6:  Th e  b a n d e letizatio n op eration  is applicated  to  th e warp ed   wav e let b a sis.    Step 7:  T h e  SPIHT  code r is  used t o  e n co de  geom etric wavelet coefficients.    Step 8:  C o llect all layers in   on e m a trix  Ycbcr.     St e p  9 :   Th e  resu ltin g   sequ en ce qu alities are  measu r ed in  term s o f  PSNR  (d B)  p a ram e ter .           Fi gu re 3.   Pr o p o se d bl oc k di agram   fo r  c o l o r  m e di cal   vi de o com p ressi o n       5.   R E SU LTS AN D ANA LY SIS  In  t h i s  pa per ,   we a r e  i n t e rest ed i n  l o ssy  c o m p ressi on  m e tho d s  ba sed   on   geom et ri cal  w a vel e t  be cause   t h ei r i m port a nt es r o l e  i n  ca pt uri ng a n i s ot ro pi c re gul a r i t y  al on g  vari o u s  cur v es.   The  p r op ose d  al g o r i t h m  was   appl i e d  t o  e n c ode t e st   nat u r a l  seque nces  ( F OR EM A N ,   AK IY O )  an d  m e di cal  seque nces ( E N D O S C OP Y ,   B A C TER I A - G R O W T H )  o f  si ze 51 2 x 5 1 2 , t h ese nat u ral  an d   m e di cal  vi deo  are t a ke n f r o m  dat a base [ 1 4]  an d   [1 5] . F o r t h e  p u r p ose  of  eval uat i o n ,  t h e cl as si cal   m e t hods  ( d i s cret   wavel e t  t r ans f orm  (D WT)  [ 1 6]  an d  di scret   cu rv elet tran sfo r m  (DC u T))  [17 ]   h a s  b e en u s ed .  Th e imp o rtan ce  o f  ou r work lies i n  t h e  po ssib ility o f   reducing  t h e bit-rates for whic h  the   vi deo quality  re mains accepta ble. The e ffic i ency of the  propose d   algorithm  is ev aluated according t o  the objec tive param e te rs. In ge neral, a  higher  Pea k -Signal-t o -Noise -Ratio  (PSNR) v a l u e sh ou l d   co rrelate  to   a h i gh er qu ality  fram e .      1 0 1 0 2 2 2 10 1 255 log 10 N i N j ij ij R C N PSNR                                                                                                  (9)     Whe r e:      : N Size param e ter.   : , j i Po sition  informatio n .   : ij C Cur r ent fram e .      : ij R  Refere nce  fr am e.  Fig u re  4  sho w n   b e low illu strates th e co m p ressed   resu lts fo r d i f f eren t  b it-rate  v a lu es.  T o  sho w  the  p e rf or m a n ce of  t h e  pr opo sed  m e th o d   ( g eo m e tr ic w a v e l e t cou p l ed w i th  SPIH T  coder ) ,   w e   sugg est to  appl i cat ed  t o  a  set   of  nat u ral   and  m e di cal  vi deo .   W e   not e t h at   ou r al go ri t h m  i s  adapt e d  fo r t h e m e di cal  vi de o   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN :  2 088 -87 08  I J ECE   Vo l. 6 ,  N o . 4 ,  Au gu st 2 016   :   16 27  –  1 636  1 632 com p ressi o n .   Al so,   we ca n  obs er ve t h at  c o m p ressi o n   de gra d es  f o r  l o w  com p ressi o n   bi t -rat e .  H o we ver ,  f o r  hi g h  c o m p ressi on  bi t r at e,  o u r   al go ri t h m  achive a  high  val u s  of PSNR  (dB ) .         0. 2 0. 4 0. 6 0. 8 1 1. 2 1. 4 1. 6 1. 8 2 28 28 . 5 29 29 . 5 30 30 . 5 31 31 . 5 32 BI T R AT E ( M b p s ) P S NR( d B )     FOR E M A N AK I Y O   0. 2 0. 4 0. 6 0. 8 1 1. 2 1. 4 1. 6 1. 8 2 30 31 32 33 34 35 36 37 BI T R A T E ( Mb p s ) PSN R ( d B )     EN D O SC O P Y B A CT E R I A - G RO W T H          0. 2 0. 4 0. 6 0. 8 1 1. 2 1. 4 1. 6 1. 8 2 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 B I T R AT E( M b p s ) PSN R ( d B )     AK I Y O B A CT E R I A - G RO W T H     Fi gu re  4.  PS N R  (dB )   val u es   achi e ve d  fo r  n a t u ral  a n d  m e di cal  t e st  fram e s usi n g  t h e  pr o p o se d m e t hods       To s h o w  t h e p e rf orm a nce o f   t h e p r o p o se d  m e t hod,  we m a ke a c o m p ari s o n  bet w ee n di ff erent  t y pes  o f   trans f o r m   D W T, DCu T   a n d GEOM E T RIC   W A V E L E T  ( G W)  co up led  with  th e SPIHT.  Fo r each app licatio n  we  vary  t h e  bi t-rate f r o m e  (0 .3,  0 . 9  a n d  2 M bps ),  an d  we calcu late th e PSNR  (d B )   param e ter. Th e  resu lts  obt ai ne d a r e  g i ven i n  Ta bl e  1.  Acc o r d i n g  t o  t h e  PS NR  (dB )   val u es ,  we  not e t h at   vi de o r eco nst r uct i on  becom e s alm o st perfect wit h  propo sed  al g o rith m  fo r all b itrate v a lu es. Also   from th is resu lts, o u r  ex p e rim e n t al r e su lts sho w  that th e p r o p o s ed  algo rith m  fo r lo w  b it rate (0.3 M b p s ) is ab le to  red u ce  u p   t o   37 .1 9% an d 2 8 . 2 0 % o f  t h e co m p l e x geom et ri cs det ect i on com p ared t o  t h e  D W T+S P I H T  and DC uT+S PIH T   alg o rith m .  Th e q u a lity v i su al d e grad atio n   o f  fram e s is  less  in  lo w b it rate  th an  in   h i gh  b i t rate. Also ,  we can   see th at th e PSNR (d B) v a l u e  d e p e nd   o n  th e  d eco m p o s ition   th resh o l d s   (T)  as it sho w n  i n   F  Fig u re 5 .   Th e q u a lity  v i su al o f   d e co m p ressed  fram e s  (for first,  ten t h,  twen tie th  an d th i r tieth  fram e)  using al goritm   of GE OMETR IC  W A VELET -SP I HT  at  2Mbps  are  s h own  in Figure  6.      Tabl e 1.  T h e   P S NR  (dB )  val u es  o f  reco nst r u c t e d  B A CTER IA GR OWTH sequence   fo r var i ou s  b itr ate valu es  using WAVE L ET-S P IHT,  CURVE LET-SP IHT  and  GE OMETRIC  W A VELET -S PIHT  BITRAT E (Mb p s )   WAV E L E T - SPI H T   CURVEL ET -SPI HT   PROPOSE D   A L G O RITH M   0. 3 24. 694 7   26. 425 4   33. 879 9   0. 9 24. 583 0   26. 721 9   35. 962 7   2  30.  4890   30.  9402   36. 332 3       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN :  208 8-8 7 0 8       RGB  Medi c al   Vi deo  C o mp re ssi on  Usi n g  Ge omet ri c W a vel et  an d  SP IH T  C odi ng  ( H a b c h i  Y a ssi ne)   1 633  10 30 50 10 0 0 10 20 30 40 T H R ESH O L D S  ( T ) P S NR[ d B ]     Fi gu re  5.  PS N R  (dB )   val u es   of  rec o n s t r uct e d B A C TER I A   GR O W T H  se q u ence  v s  t h res hol ds  (T= 1 0 ,   3 0 ,  5 0   an d 100 ) u s i n g pr opo sed m e t h od  a.   b.     Fig u re  6 .  V i sual q u a lity of  d e co m p ressed BAC TERIA   GR OWTH fram es  u s i n g GEOM ETRIC  W A VELET - SPIHT  at  2 M bp s  for  first, tenth ,  twen tieth  an d th irtie th  fra m e : (a).O r igi n al fram e s; (b) . Decom p resse d  fram e s      B e fo re a ppl y i n g   pr o pose d  al go ri t h m  on t h e col o r  vi de o,  t h e R G B  col o r  f r am es are conve r ts int o   YC bC r  f o rm , and  t h e n  a ppl y i ng  p r o p o se d al go ri t h m  on eac h l a y e r i n de pe nde nt l y , t h i s  m eans eac h l a y e r f r om   YC bC r  are c o m p ressed as a  gray scal e  fram e . YC bC r  refe r s  t o  t h e  col o r  r e sol u t i o n  of  di gi t a l  com pone nt  vi de o   si gnal s ,  whi c h i s  based o n  sa m p li ng rat e s. T h i s  pr ocess i s  r e peat ed f o r e v ery  fram e  and resol u t i on i n  t h e case  of l e vel  5 dec o m posi t i ons.  R G B  col o r a n d YC bC r fo rm  of reco v r ed f r a m e s i n cl udi n g  nat u ral  and  m e di cal  f r a m e s b y  th e pr opo sed m e t h od   ar e  pr esen ted in   Figu r e  8 .  Reco v e r e d BA CTER I A   G R OW TH  sequ en ces  yielded  by t h e  using  GE OM ETRIC  W A VE LET+SP IHT,  DCuT+ SPIHT   a nd DWT+ S P IHT a r e  shwons  i n   Fi gu re 9.           Fi gu re 7.   V i de o  c o m p ressi o n  st eps usi n g Ge om et ri c  W a vel e t   t r ans f o r m   coupl e d  wi t h   S P I H T     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN :  2 088 -87 08  I J ECE   Vo l. 6 ,  N o . 4 ,  Au gu st 2 016   :   16 27  –  1 636  1 634                                                       Orig in al                                    De co m p ressed                                Orig in al                                    Deco m p ressed                     Y           Cb         Cr          RGB                                                                                     (a).  A K I Y O                                                           (b).  E N D O SC OP Y                                  Fi gu re  8.  R eco vere d c o l o r  fra m e s usi n g  pr o p o se d al g o ri t h m  at  0. 9M bps                                       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN :  208 8-8 7 0 8       RGB  Medi c al   Vi deo  C o mp re ssi on  Usi n g  Ge omet ri c W a vel et  an d  SP IH T  C odi ng  ( H a b c h i  Y a ssi ne)   1 635                             Y                                      Cb                                     C r                                 R G B                                                                   O r igi n al                              ( a )                                          ( b )                                          (c )     Figure  9. Recovere d B A CTE R IA  GROWT H   se quence   usi ng: (a). GE OMETRIC  W A VE LET+SP IHT, (b).  DC uT+ SPI HT  and   (c ). D W T + SPI HT  at  0. 9 M bps         6.   CO NCL USI O N   Th e  ob j ectiv e  o f  th is  p a p e r i s  to  im p r ov e t h e en h a n cem en t of co lor m e d i cal v i d e o quality after th e  appl i cat i o n o f  t h e p r o p o se d al go ri t h m  t o  ai d  di ag no si s (st o r a ge o r  t r an sm i s si on ) i n  m e di cal  im agi ng.  We use d   th e g e o m etr i c  w a v e let coup led  w ith  SPIH T co d i n g . Af ter  sev e r a l   app licatio n s , w e   fo und  th at  t h is  al g o rith m   g i v e s  b e tter resu lts th an  t h e  o t h e r trad itional alg o r ith m s . To   d e v e l o p   our algo rith m ,  we h a v e   app lied th is  t echni q u e  o n  d i ffere nt  t y pes  of c o l o r  vi de o.   W e   have  n o t i ced t h at   fo r l o w bi t - rat e , t h e  pr o pose d  al go ri t h m   pr o v i d es  very  i m port a nt  PSN R  (dB )   val u es  fo r col o r m e di cal  vi deo a n d i t  i s   m o re sui t a bl e fo r B A C T ER IA - GR O W T H  vi d e o. I n   pers pect i v e, we as pi re t o  ap pl y  ou r al g o ri t h m  t o  com p ress  vi de o se que nces  wi t h  a not her  efficient tra n s f orm s  and code rs.        ACKNOWLE DGE M ENTS   We w oul d l i k e t o  t h ank t h e  Edi t o r a nd a n o n y m ous revi e w ers f o r t h ei r com m e nt s and  sug g est i o ns ,   also  we  would like to tha n k t h e m e m b ers a n d the  dire ctor s o f  L T IT  La b o rat o ry   of  U n i v ersity  o f  Bec h ar  f o r   t h ei r e n co ur an gem e nt  and  f o r  t h ei r  preci o u s  hel p .       REFERE NC ES   [1]   V .  Chapp e lier , “Progressive coding of  imag es b y   directed w a velet,” Phd .   Th esis, R e nnes 1 University , 2005 .  [2]   E. J. Candes  an d D. L .  Donoho ,  “Ridgelets:  a  k e y  to  h i gher - d i m e nsional inter m ittency   P h ilos,”  T r ans. A:  M a th .  Phys. Eng.  Sci .,  vol/issue:  357(1 760), pp . 2495– 2509, 1999 .  [3]   E. J. Candes  an d D. L. Donoho , “Curve lets: a s u rprisingly   ef fective non  ad ap tiv e r e presen tation  for objects  with   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN :  2 088 -87 08  I J ECE   Vo l. 6 ,  N o . 4 ,  Au gu st 2 016   :   16 27  –  1 636  1 636 edges,” in  Pr oceedings of the Internati onal Confer ence Curves  an d Surfaces , pp. 1 05–120, 1999 .  [4]   M. N. Do  and M .   V e tter l i ,  “ C ont ourlets:  a n e w di rect ional  m u ltire s olution im ag e r e present a tion , ”  i n  Pr oceed ings  of   the Con f er ence  Recor d  36t h  Asilomar Confer ence on  S i gnals S y stems and Computers , vol. 1 ,  pp . 4 97–501, 2002 .  [5]   M.  N. Do,  et al. , “ T h e  contour le t  transform :   an   ef fici ent  dir e c tio nal  m u ltir esoluti on im age  r e pres enta tion, ”   IEEE  Trans. Image Pr ocess , vol/issue:  14(12), pp . 2091 –2106, 2005 .  [6]   E.  L .  P e nn ec  an d S .  M a ll at , “ I m a ge   compression with  geom e t ri ca l wa ve le t s ,”   Pr oc. Int. Con f . Im age  Pr ocess , vo l.  1, pp . 661–664 ,  2000.  [7]   E.  L .  P e nn ec ,   et al. ,  “ S pars e  geom etric  im ag e r e pres en tat i on  with  band el ets , ”   IEEE  T r ans. Image Pr ocess,   vol/issue: 14(4), pp.  423–438 ,  20 05.  [8]   J. M. Shapiro, “ E mbedded  image  coding  us ing  z e rotre e s  of  wave let  co ef fici ents , ”   IEEE  T r ans. S i g nal Pr ocess,  vol.  41, pp . 3445–34 63, 1993 .  [9]   A. Said  an d  W .   Pearlm an,  “ A  ne w fast  and  ef fi ci ent  im age  cod e c  based  on  set  pa rtition i ng  in  hier archi cal   tree s , ”   IEEE  T r ans. Cir c uits S y st.  V i d e o  T echnol ., vol. 6 ,   pp. 243–250 , 19 96.    [10]   S. Mallat, “A   W a velet  T our of  Si g n al Processing:  A  Sparse  W a y , ”  Academic  Pr ess, 3r d. Edition ,  Ch . 12 , USA , 2009 .  [11]   E.  Lep e nne c,  “ B andel e tt es  e t  r e pres ent a tion  g é om étri que des  images,” Doctor at  Thes is ,  E c ol e P o l y t echn i que ,   France, 2002.  [12]   M. Beladgh am,  et al. , “A  Comparative S t ud y  b e tween  Band elet  and  W a velet  T r ansform Coupled b y   EZW  and   SPIHT  Coder for Image Compression,”  IJIGSP , vol/issue: 5(12), 2013.   [13]   A. S a id  and  W .    P earlm an , “ A  n e w fas t  and  ef fi cien t im ag e co d ec b a s e d on  s e t   partit ioning  in  h i erar chic al  tr ees , ”   IEEE  T r ans. Cir c uits S y st.  V i d e o  T echnol ., vol. 6 ,   pp. 243–250 , 19 96.  [14]   Inte rnet: https://me dia . xiph. o r g /vide o /de rf/ (D e c .10. 2012).  [15]   Inte rnet: https://me dtube . n et/ (Nov . 1 . 2013).  [16]   A. Haz a rath ai ah  and  B.  P .  Rao ,   “Medical Imag e Compression  using Lif ting b a sed New  W a velet  T r ansforms,”  International Jo urnal of  Electrical  and Computer Engin eering  ( I JECE) ,  vol/issue:  4(5), pp . 741~75 0, 2014 .  [17]   C. J. R e noh,  et al. , “Curvelet Transform based  Retina l  Im age   Anal y s is ,”  In ter national  Journal of Electrica l  an d   Computer Engin eering ( I JEC E ) ,   vol/issue:  3(3), p p . 366~371, 201 3.      BIOGRAP HI ES  OF AUTH ORS              Yassine HABC H I was born in  Mechria,  Algeri a. He rec e iv ed t h edipl .  El-Ing fr om  the Univers i t y   of Saïda University , Algeria, in  2010, the Magi stere degr ee in digital communication and signal  processing from University   of B echar ,Alger ia.in  2013. Actu elly ,  he prep are th e d o ctoral deg r ee  Es s c ienc e  at Uni v ers i t y  of  Be cha r , Alge ria .  His   m a in int e res t ed   are Im ag e  and v i deo pro ces s i ng ,   1 st G and 2 nd G  wavelets tr ansform and optimal enco d e r.  Correspondence address: Bech ar   Universit y ,  Dep a rtm e nt of  E l ec tr onic,  Be char ,Alg eria ,E-m ai l: h a b c hi8ar tic le@gm a il .com               Mohammed BELADGHA M was born in  Tl emcen,  Algeria; he received  the electrical  engineering  diploma from university  of  Tlemcen, Alger i a,  and  the n   a  Ma giste r  in signals and s y ste m s from  Univers i t y  o f  T l em cen, Alg e ria  and the P h D. degree in E l e c t r onics  from  the Univers i t y  of   Tlemcen (Alg er ia),  in 2012.  His research in terests ar e Image processing,  Medical imag e  compression, wavelets transfor m and optimal  encoder .  Correspondence  ad dress: Bechar   Uni v e r si ty ,  De pa rt me nt  of E l e c t r ic a l   E ngi nee r i ng,   Be c h a r ,  Al ge ri a ,   E m a il:  beladgh am .tlm @gm a il.com               Abdelm alik TALEB-AHMED  was born in Rou b aix,  Franc e , in  1962. He receiv e d a post graduat e   degree and  a Ph. D. in  Electron ics and Microw aves from the University   of Lille1 in  1988  and   1992. From 1992 to 2004, He  was an Associate Profe ssor at the University   of  Littoral, Calais .  Since 2004, He is currently  a Pro f essor at the Univ ersity  of Valen c ienn es  in the department GE2I,  and does his research at the LA MIH FRE C N R S  3304 UVHC,  His research interests includ es  signal and  imag e processing. Imag e segmentatio n, Prior knowled g e in tegration  in  image analy s is,  Partial Diff eren tial Equ a tions an d Variation a l  M e thods in image analy s is, Image compression,  Multim odal signal processing , Medic a l im age  an al y s is, inc l uding  m u ltim odal im age registra tion ,   etc. Correspondance address: Lamih Umr-Cnrs  8 530 Valenciennes Mont-Houy  University  59313 ,  Valenc iennes ,  Fr ance .  E-m a il:  taleb@univ-valenciennes.fr     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.