I nte rna t io na l J o urna l o f   I nfo r m a t ics a nd   Co mm u n ica t io n T ec hn o lo g y   ( I J - I CT )   Vo l. 7 ,   No . 3 Dec em b er   201 8 ,   p p .   1 46 ~ 1 48   I SS N:  2252 - 8776 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j i ct. v 7 i3 . p p 1 46 - 1 48           146       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JI C T   Dev elo p m e nt  o f  A lg o rith m  f o Pres erva tion  o H erita g M ura ls  a nd  Painting   Usin g  I m a g e P ro c ess ing       S.  L a litha k u m a ri P a nd ia R .   De p a rt m e n o f   El e c tri c a a n d   In st ru m e n tatio n   En g i n e e rin g ,   S a th y a b a m a   Un iv e r sit y ,   I n d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma y   8 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   J u l 1 9 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   A u g   2 ,   2 0 1 8     Im a g e   a r c h iv in g   a n d   p re se rv a ti o n   f in d e x ten siv e   a p p li c a ti o n   in   c u l tu re   h e rit a g e   m u ra ls.  T h e   stu d y   o f   c u lt u ra h e rit a g e   is  o f   th e   e x tre m e   i m p o rtan c e   a n a ti o n a a n d   in tern a ti o n a lev e ls.  No o n ly   g lo b a o rg a n iza ti o n li k e   UN ES CO  b u a ls o   m u se u m s,  li b ra ries ,   c u lt u re ,   tem p les   a n d   p riv a te  in i t iativ e a r e   w o rk in g   in   th e se   d irec ti o n s.  Du ri n g   th e   las th re e   d e c a d e s,  re se a rc h e rs  in   th e   f ield   o f   i m a g in g   d isc ip li n e   h a v e   sta rted   to   c o n tri b u te  a n   in c re a sin g   se o a lg o rit h m f o c u lt u ra h e rit a g e in   t h a w a y   p ro v id in g   in d isp e n sa b le  su p p o r t   to   t h e se   e ff o rt s.  A   b e tt e c o m p a riso n   o f   th e   d if f e re n c o m p re ss io n   m e th o d s   p re se n ted   i n   th is  p r o p o se d   w o rk   f o c u l tu re   He rit a g e   m u ra im a g e s.   Co m p re ss io n   m e th o d u su a ll y   a p p li e d   so m e   m e th o d   to   re d u c e   th e   n u m b e o c o m p o n e n ts  w it h in   e a c h   sp e c tru m .   T h e   e ff e c ti v e n e ss   o f   m u ra i m a g e   a rc h iv in g   a n d   p re se rv a ti o n   is   a n a ly z e d   b a se d   o n   2 - w a v e lets  f il terin g .   T h e   o p ti m u m   a lg o rit h m   is also   f o u n d   b a se d   o n   t h e   re su lt s .   K ey w o r d s :   C u l tu r Her ita g   I m ag A r c h iv in g   Mu r als   P r esev atio n   Co p y rig h ©   2 0 1 8   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e .     Al rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   S.  L alit h a k u m ar i,   Dep ar t m en t o f   E lectr ical  an d   I n s tr u m e n tat io n   E n g i n ee r in g ,   Sath y ab a m U n i v er s it y ,   C h e n n ai, T am i Nad u ,   I n d ia   E m ail: r p an d ia n m e @ r ed if f m ai l.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h s ig n al,   i m a g e,   an d   v id eo   p r o ce s s in g ,   co m p u ter   v is io n ,   3 m o d elin g ,   an d   g r ap h ics  te ch n o lo g ies   ar e   n o w ad a y s   b r o ad ly   e m p lo y ed   to   ca p tu r e,   an al y ze ,   co n s er v e,   v ir tu a ll y   o r   p h y s icall y   r esto r e,   d o cu m e n t,   class i f y ,   r ec o g n ize,   an d   r e n d er   cu ltu r al   ar tif ac t s .   T h ese   co n tai n   h is to r ic  b u ild in g s   an d   m o n u m en t s ,   ar ch ae o lo g ical  s ites   a n d   f in d s ,   w o r k s   o f   ar ( p ain tin g s ,   f r esco e s ,   s cu lp tu r e s ,   d ec o r ativ ite m s ,   etc. ) ,   m a n u s cr ip ts ,   m u s ic  s co r m an u s cr ip ts ,   p h o t o g r ap h s   o r   p h o to g r ap h ic  n eg a t iv es,  f il m s ,   a n d   o th er   e n titi e s   o f   ar tis t ic,   h i s to r ical,   o r   ar ch ae o lo g ical  i m p o r ta n ce .   I n   t h is   r esear ch   ca n   b g r o u p ed   in to   t w o   m ai n   s tr a n d s .   O n   th o n e   h a n d ,   to o ls   ai m   to   p r o v id ea s y   ac ce s s   to   cu lt u r al  h er ita g b y   b o th   t h g en er al  p u b lic  an d   s c h o lar s .   O n   th o t h er   h a n d ,   s u b s ta n tial   b o d y   o f   w o r k   w a n ts   to   en s u r it s   p r eser v atio n   f o r   f u t u r g e n er atio n s .   An   i m p o r ta n i s s u t h at  ex p ed ited   a n d b o o s ted   th eu tili z atio n   o f i m a g ea n d v id eo   p r o ce s   tech n iq u e s   in   cu lt u r al  h er ita g ap p licatio n s   w er e   th in itiatio n   o f   in   d ep th   co n v er s io n   ca m p aig n s   b y   p u b lic  estab lis h m e n t s ,   m u s e u m s ,   lib r ar ies,  an d   ar ch iv e s   th r o u g h o u t h las y ea r s .   As  r esu lt,  a n   e n o r m o u s   q u a n tit y   o f cu ltu r er elate d   i n f o   is   c u r r en tl y   d ig i tall y   k ee p , an d   th er ef o r a m e n ab leto d ig ita l P r o ce s s   [1 - 4] .   T h f ield   o f   im ag an d   v id eo   p r o ce s s in g   f o r   cu ltu r al  h er ita g en co m p a s s es  lar g v ar iet y   o f   to p ics,   s u c h   as  h i g h - r eso lu t io n   2 an d   3 d ig ital  ca p tu r an d   r en d er in g   o f   ar t w o r k s ,   d ig ital  r esto r atio n ,   en h an ce m e n t,  r ec o g n itio n ,   an d   class i f icatio n   o f   f ea tu r e s ,   s tr u ct u r es  an d   co n ten in   c u ltu r al  h er itag v is u al  d ata,   cr ea tio n   o f   lar g e - s ca le  m u lti m ed ia  d atab ases   o f   ar t w o r k s ,   an d   u s er - ce n ter ed   h er ita g e - r elate d   v is u al  o r   m u lti m ed ia   ap p licatio n s .   I n d ee d ,   i m a g a n d   v id eo   p r o ce s s in g   tech n iq u es  ca n   s i g n i f ican tl y   i m p r o v a n d   m ak e   m o r e f f icien m an y   asp ec ts   o f   tr ad itio n al  p r eser v atio n ,   ar ch iv a l,  s tu d y ,   an d   f r u itio n   o f   o u r   cu lt u r al  h er itag an d ,   v er y   in ter esti n g l y ,   c a n   also   p r o v id an s w er s   to   e m er g i n g   n ee d s   [5 - 8] .   Mo r eo v er ,   th ey   h av m ad f ea s ib le  t h cr ea tio n   o f   n e w   ap p licatio n s   a n d   to o ls ,   w h ich   w o u ld   o th er w is b im p o s s ib le  to   r ea lize.   T h p a p er   is   s tr u ct u r ed   as   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ - I C T     I SS N:  2252 - 8776       Dev elo p men t o f A lg o r ith fo r   P r eser va tio n   o f H erit a g Mu r a ls   a n d …  (   S .   La lith a k u ma r i )   147   f o llo w s .   Sect io n   2   d escr ib es  t h T r an s f o r m   tech n iq u a n d .   R es u lts   a n d   d is c u s s io n   ar e x p lain ed   in   Sectio n   an d   th i s   r esear ch   w o r k   i s   co n c lu d ed   in   Sectio n   4.       2.   WAVE L E T   T RANSF O RM     I n   w av ele an al y s is ,   p ict u r es  ar ar ch iv ed   b y   s et  o f   b asic   f u n ctio n s .   A   s i n g le  p r o to t y p f u n ctio n   d ef in ed   t h m o t h er   w a v elet  i s   u s ed   f o r   d er iv in g   t h b as is   f u n ctio n ,   b y   tr an s lati n g   an d   d ilatin g   t h m o th e r   w a v elet.   T h w a v elet  tr an s f o r m   ca n   b ter m ed   as  d ec o m p o s itio n   o f   an   i m ag e   in   th e   ti m s ca le  p lan e.   I n   t h i s   w o r k ,   Da u b ec h ies,  s y m let s   an d   co if les  ar p r o p o s ed .   T h b asic  an d   co m p ac w a v elet,   w h ich   is   p r o j ec ted   b y   Dau b ec h ie s   is   an   o r th o n o r m al  w av e lets ,   w h ic h   is   d ef i n e d   as  Dau b ec h ies  w a v elet.   I is   co n s id er ed   w it h   ex tr e m e l y   p h a s an d   th h ig h e s n u m b er   o f   v a n i s h i n g   m o m e n ts   f o r   g iv e n   s u p p o r w id th .   Ass o ciate d   s ca li n g   f ilter s   ar m i n i m u m - p h ase  f ilt er .   Dau b ec h ies  w av e lets   ar n o r m al l y   u s ed   f o r   s o lv i n g   f r ac t al  p r o b lem s ,   s i g n al   d is co n ti n u i ties ,   etc.   T h s y m lets   ar alm o s s y m m etr ical  w a v elet,   w h ic h   is   p r o j ec ted   b y   Da u b ec h ie s   as  m o d i f icat io n s   to   th d b   f am i l y .   Dau b ec h ies  p r o p o s ed   m o d if i c atio n s   o f   h er   w a v elet s   th at  r aise  th eir   s y m m etr y   ca n   b in cr ea s ed   w h i le  r etain i n g   g r ea t si m p licit y .   T h s y m le ts   h a v p r o p er ties   s i m ilar   to   d au b ec h ie s   [ 9 ] [ 1 0 ] .       3.   RE SU L T A ND  AN AL Y SI S     I n   th is   w o r k ,   t h m u r al  i m a g e   is   u s ed   f o r   th p r o p o s ed   alg o r ith m s .   T h Di s cr ete  w a v elet  tr an s f o r m   b ased   d ec o m p o s itio n   w a s   p er f o r m ed   o n   t h i m a g e.   S y m l et 2 ,   co if let  2   an d   d au b ec h eis2   ar i m p le m e n ted   f o r   d ec o m p o s i n g   t h m u r al  i m ag e.   L ev els1 ,   2 ,   3   an d   4   o f   d ec o m p o s i tio n   ar ad o p te d .   A f ter   th d ec o m p o s itio n ,   Z er o   tr ee   E n co d in g   is   e m p lo y ed .   T h ca p ab ilit y   o f   th co m p r ess io n   alg o r it h m s   is   ev al u at ed   in   ter m s   o f   MSE ,   P SNR ,   co m p r es s io n   r atio   an d   B its   p er   p ix el.   T h is   is   tab u lated   in   T a b le   1 .   T h Qu alit y   o f   th r ec o n s tr u cted   i m a g is   m ea s u r ed   in   ter m s   o f   m ea n   s q u ar er r o r   ( MSE )   a n d   p ea k   s i g n al  to   n o is r at io   ( P SNR )   r atio .   T h e   ef f ec tiv e n e s s   o f   t h co m p r e s s i o n   ca n   b an al y ze d   u s i n g   t h co m p r es s io n   r atio   an d   b it s   p er   p ix el.   T h MSE   i s   i m a g g   at  t h d ec o d er   is   d ef in ed   as:[1 0 ] .     MSE = σ 2 =1 /N * s u m m atio n   o f   ( f [ j , k ] - g [ j , k ] ) 2                           ( 1 )     w h er e   th e   s u m   o v er   j,   k   d en o tes   th e   s u m   o v er   all   p ix els   in   t h e   i m a g e   an d   N   is   th e   n u m b e r   of   p ix els   in   each   i m a g e.   Fro m   t h at   th e   p ea k   s ig n al - to - n o is e   r atio   is   d ef in ed   as   th e   r atio   b et w ee n   s i g n al   v ar ian ce   a n d   r ec o n s tr u ctio n   er r o r   v ar ian ce .   T h e   P SNR   is   m ea s u r ed   in   ter m s   of   d ec ib els   ( d B s )   is   g iv e n     P SNR = 1 0 lo g 10   ( 255 2 /MSE )                                   ( 2)     Gen er all y   w h e n   P SNR   is   40   dB   or   g r ea ter ,   th en   th e   ar ch iv ed   an d   th e   co m p r ess ed   m u r als   ar e   v ir tu all y   in d is ti n g u is h ab le   by   h u m an   e y es.   T h e   co m p r ess io n   r atio   of   t h e   i m a g e   is   g iv e n   by   No .   of   b it s   in   o r ig i n al   i m a g e /   No .   of   b its   in   co m p r es s ed   i m a g e.   T h e   o r ig in al   m u r al s ,   co m p r ess ed   m u r als   w i th   S y m let2 ,   le v el   1   d ec o m p o s i tio n   an d   l ev el   4   d ec o m p o s itio n   ar e   s h o w n   in   F ig u r e   1   an d   Fig u r 2   r esp ec tiv el y .       T ab le  1 P er f o r m a n ce   E v al u ati o n   f o r   Dec o m p o s itio n   L e v els   D e c o mp o si t i o n   L e v e l   1   T r a n sf o r ms   D B   2   S Y 2   C O I F   2   P S N R   ( d B )   5 2 . 1   59. 68   5 8 . 4 7   B P P   2 0 .2 3   21. 99   2 2 . 4 7   C R ( %)   8 4 . 3   94. 79   9 3 . 6 4   M S E   0. 5 1   0. 088   0 . 0 9         D e c o mp o si t i o n   L e v e l   2   T r a n sf o r ms   D B   2   S Y M   2   C O I F   2   P S N R   ( d B )   5 0 .5 5   5 0 . 5 5   5 0 . 4 1   B P P   1 6 . 9 3   1 6 . 9 3   1 6 . 2 9   C R ( %)   7 0 .6 5   7 0 . 6 5   6 7 . 8 9   M S E   0 . 5 7 3   0 . 5 7 3   0 . 6               D e c o mp o si t i o n   L e v e l   3   T r a n sf o r ms   D B   2   S Y M   2   C O I F   2   P S N R   ( d B )   4 4 .8 3   4 4 . 8 3   4 4 . 8 4   B P P   1 0 .6 8   1 0 . 6 8   1 0 . 0 4   C R ( %)   4 4 .4 9   4 4 . 4 9   4 1 . 8 4   M S E   2 . 1 4   2 . 1 4   2. 1 4         D e c o mp o si t i o n   L e v e l   4   T r a n sf o r ms   D B   2   S Y M   2   C O I F   2   P S N R   ( d B )   4 3 .8 2   4 4 . 8 2   44. 8   B P P   1 0 .4 7   1 0 . 4 9   1 0 . 3 5   C R ( %)   4 3 .6 1   4 3 . 6 4   4 3 . 1 3   M S E   2 . 2   2 . 1 4   2. 1 5         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8776   IJ - I C T   Vo l.  7 ,   No .   3 ,   Dec em b er   20 1 8   :   1 46   1 48   148           Fig u r 1 . Or ig i n al  i m a g e   Fig u r 2 .   I m a g ar ch i v ed   at  d ec o m p o s i tio n   le v el   4       T h P SNR   v a lu e s   ar ap p r o x i m atel y   s a m e   an d   v er y   lo w ,   co m p ar ed   to   lev el s   1   &   2 . T h b its   p er   p ix el   v alu e s   ar also   cr ea ted   an d   th v ar iatio n s   in   its   v a lu e s   ar also   f o llo w in g   th P S NR   v al u e,   s in ce ,   it is   r elate d   t o   th P SNR .   T h m ea n   s q u ar er r o r   is   also   r aised   if   th lev el  o f   d ec o m p o s it io n   is   i n cr ea s ed .   I is   w is to   o b tai n   least v al u o f   er r o r ,   w h ich   i s   also   g iv e n   b y   s y m let1   w it h   t h f ir s t le v el  o f   d ec o m p o s itio n       4.   CO NCLU SI O N     T h e   m a in   o b j ec tiv o f   t h i s   p r o p o s ed   w o r k   is   to   ar ch i v a n d   co m p r ess   th m u r al  i m ag e s   w i th   h i g h   q u alit y ,   w h ich   i s   o b tain ed   b y   th tr an s f o r m atio n   o f   s y m let   w av e let  w ith   t h en co d in g   o f   E Z W .   I is   also   ac h iev ed   w i th   th e   f ir s t le v el  o f   d ec o m p o s it io n .   T h b its   p er   p ix el  o f   t h d if f er en t p r o p o s ed   alg o r ith m s   ar als o   d ec r ea s ed   if   th le v el  o f   d ec o m p o s itio n   is   i n cr ea s ed .   T h p er f o r m an ce s   ar v ar ied ,   m ain l y   d u to   th n at u r o f   th m o t h er   w av ele ts ,   u s ed   in   t h is   w o r k .   T h L ev el s   o f   d ec o m p o s itio n   also   p la y s   an   i m p o r ta n t   r o le  in   th s to r ag o f   m u r als,  w h ich   i s   p r o v en   b y   th v al u e s   o f   co m p r ess io n   an d   P SNR   v al u es .       RE F E R E NC E   [1 ]   P a n d ian ,   &   T .   V ig n e s w a re n .   " A d a p ti v e   wa v e let  p a c k e b a sis  se lec ti o n   f o z e ro tree   i m a g e   c o d in g . "   In ter n a ti o n a l   J o u rn a o S i g n a a n d   Ima g i n g   S y ste ms   En g in e e rin g   9   (2 0 1 6 ):  3 8 8 - 3 9 2 .   [2 ]   P a n d ian ,   R.   " Ev a lu a ti o n   o f   im a g e   c o m p re ss io n a lg o rit h m s."   2 0 1 5   IEE U n d e rwa ter   T e c h n o l o g y   ( UT)   Ch e n n a (2 0 1 5 ), 1 - 3 .   [3 ]   P a n d ian   , Vig n e sw a r a n   T   a n d   L a li th a   Ku m a ri  S   Ch a ra c teriz a ti o n   o f   CT   Ca n c e L u n g   Im a g e   Us in g   Im a g e   Co m p re ss io n   A lg o rit h m s a n d   F e a tu re   Ex trac ti o n ,   J   S CI  IND   RE S ,   V o l .   7 5   ( 2 0 1 6 ) , 7 4 7 - 7 5 1 .   [4 ]   Ro g e rl  Cla y p o o le et al,   No n   l in e a W a v e let  tran sf o r m   f o ima g e   c o d i n g   v ia l if ti n g .”   IEE E ,   2 0 0 3 .   [5 ]   A . R. c a d d e b a n k ,   L o ss   les s i m a g e   c o m p re ss io n   u sin g   in teg e to   in t e g e w a v e let  tran s f o rm s.”   IEE E   1 9 9 7 .   [6 ]   M in h   N.  Do ,   Co u n t o u rle tr a n sf o rm An   e ff icie n d ire c ti o n a mu lt re so lu ti o n a im a g e   re p re se n ta t io n ,   2 0 0 5 .   [7 ]   G e m m a   p a e ll a ,   A d a p ti v e   li f ti n g   sc h e m e s c o m b i m in g   se m n o rm s   f o lo ss les s ima g e   c o m p re ss io n .   IEE E ,   2 0 0 5 .   [8 ]   Ch e n w e De n g ,   W e isi  L in ,   Jia n f e Ca i.   Co n te n t - Ba se d   Im a g e   Co m p r e ss io n   f o A rb it ra ry - R e so lu ti o n   Di sp lay   D e v ice s .   IEE T ra n sa c ti o n o n   M u lt ime d i a   1 4 (4 ):   1 1 2 7 - 1 1 3 9   (2 0 1 2 ).   [9 ]   M A   Ho n g - we i,   WA N G   Bin ,   Ap p li c a ti o n   o W a v e let  T r a n sf o rm   to   S ig n a d e - n o isi n g   in   Ultra so n ic  T e stin g ,   ND T ,   V o l u m e   2 6   Nu m b e 2 ,   F e b   2 0 0 4 ,   P 6 8 - 71   [1 0 ]   Zh o u   W e i,   A d v a n c e d   T e c h n o l o g y   o f   W a v e let  An a lys is  B a se d   o n   M AT L AB ,   P u b li s h e d   b y   X i Dia n   Un iv e rsity   P re ss , X i’an ,   2 0 0 6       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS        S . La li th a   K u m a r h a c o m p lete d   g ra d u a ti o n   f ro m   Bh a ra th id a sa n   U n iv e rsity ,   T h iru c h irap p a ll i   (1 9 9 3 i n   El e c tro n ics   a n d   Co m m u n ica ti o n   En g in e e rin g   Disc i p li n e .   S h e   o b t a i n e d   h e p o st   G ra d u a ti o n   i n   P o w e El e c tro n i c f ro m   Bh a ra th id a sa n   U n iv e rsity ,   T h iru c h irap p a ll i   (1 9 9 9 ).   P re se n tl y   sh e   is   w o rk in g   a a n   A ss t. p ro f e ss o i n   t h e   De p a rtm e n o f   E IE  o f   S a t h y a b a m a   Un iv e rsit y ,   Ch e n n a i.   S h e   is  a ls o   p u rsu i n g   h e Do c to ra te  a S a t h y a b a m a   Un iv e rsit y ,   Ch e n n a i. .   He re se a rc h   in tere st i n c l u d e s S ig n a P ro c e ss in g   a n d   S o f Co m p u ti n g .         R.P a n d ia n   h a c o m p lete d   g ra d u a ti o n   f ro m   M a d ra   Un iv e rsity ,   Ch e n n a ( 1 9 9 9 )   i n   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   En g in e e ri n g   Disc ip li n e . h e   o b tai n e d   h e p o st  G ra d u a ti o n   in   A p p li e d   El e c tro n ics   f ro m   A n n a   Un iv e rsit y ,   Ch e n n a (2 0 0 7 ) .   P re se n tl y   sh e   is  w o rk in g   a a n   A s st.p ro f e ss o in   t h e   De p a rtm e n t   o f   EIE   o f   S a th y a b a m a   Un iv e rsit y ,   Ch e n n a i.   He   is  a lso   p u rs u in g   h e Do c to ra te  a S a th y a b a m a   Un iv e rsit y ,   Ch e n n a i. His res e a rc h   in t e re s in c l u d e s Im a g e   P ro c e ss in g .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.