My thesis about Benchmarking Of Jpeg Encoding Algorithm On Mobile Devices.

1. Facoltà di Ingegneria"
Corso di Studi in Ingegneria Informatica" Benchmarking of JPEG encoding algorithm on mobile devices
"
Thesis"
Benchmarking of JPEG encoding algorithm on mobile devices
"
2006/2007!
Thesis Director"
Ch.mo Prof. Stefano Russo!
Assistants Thesis Director"
Ing. Luca Porzio!
Ing. (PhD) Nunzio Visciano !
Graduate"
Generoso Immediato!
Matr. 831/33!

2. Facoltà di Ingegneria"
Corso di Studi in Ingegneria Informatica" Benchmarking of JPEG encoding algorithm on mobile devices
"
JPEG & IJG"
§
"
Quantization tables (JPEG Standard)"
§ IJG solution/implementation: “quality” parameter (1 – 100) and “scale factor”"
⎧ 5000
⎪ quality < 50 γ % ⋅ Q(u, v)
γ % = ⎨ quality QN (u, v) = = γ ⋅ Q(u, v)
⎪200 − 2 ⋅ quality altrimenti 100
⎩

3. Facoltà di Ingegneria"
Corso di Studi in Ingegneria Informatica" Benchmarking of JPEG encoding algorithm on mobile devices
"
The proposed test model
"
"
1. Quality
jpegdump 2. Downsampling
3. Variance
4. Resolution
§ Scale factor (γ) and variance"
2
" QN (u, v) 2 2 ⎛ 1 8 8 2 ⎞ ⎛ 1 8 8 ⎞
qu ,v = 100 ⋅ σ Q = VMQQ − µQ = ⎜ ∑∑ qu ,v ⎟ − ⎜ ∑∑ qu ,v ⎟
Q(u, v) ⎝ 64 u =1 v =1 ⎠ ⎝ 64 u =1 v =1 ⎠
§ … the variance indicates the "distance" between the quantization
tables provided by the Standard and those used by the specific JPEG
encoder"
⎧
⎪ quality = 100 ⇔ QN (u, v) = 1, ∀0 ≤ u, v ≤ 7
⎪ 5000
⎪
⎨ quality = , γ % > 100
⎪ γ%
⎪ (200 − γ % )
⎪quality =
⎩ 2
, γ % < 100

4. Facoltà di Ingegneria"
Corso di Studi in Ingegneria Informatica" Benchmarking of JPEG encoding algorithm on mobile devices
"
Experimental results"
"
! The adopted Test Model (jpegdump) applied to the images taken by
our test mobile devices gave us the following results:"
"
1. Quality parameters between 30 and 95 in steps of “5”"
2. Downsampling: 4:1:1 and 2:1:1"
3. Variance between 0 and 2"
4. Supported resolutions: SXGA, QVGA, VGA e CIF"
"

5. Facoltà di Ingegneria"
Corso di Studi in Ingegneria Informatica" Benchmarking of JPEG encoding algorithm on mobile devices
"
Ready for Benchmarking"
"
! Thanks to jpegdump, we acquired all the data needed to run the
JPEG encoder benchmarking on an embedded development platform
(test platform), similar to a real hardware architecture of mobile
device"
! …About file name nQqqsdh.jpg!
! n – Image ID!
! qq – Quality factor (35 ÷ 95)!
! s – Downsampling: 4 (4:1:1) or 2 (2:1:1)!
! d – DCT arithmetic: I (integer) or F (floating)!
! h – Huffman encoding: A (adaptive) or N (static)!

6. uSec/Bytes
20.000
40.000
60.000
80.000
100.000
120.000
140.000
160.000
180.000
200.000
220.000
240.000
260.000
280.000
300.000
320.000
340.000
360.000
0
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9Q304IA.jp
9Q302IN.jpg
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Facoltà di Ingegneria"
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9Q352IN.jpg
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9Q554IN.jpg
Corso di Studi in Ingegneria Informatica"
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9Q552IN.jpg
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9Q604IN.jpg
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9Q602IN.jpg
9Q602IA.jp
9Q704IN.jpg
9Q704IA.jp
9Q702IN.jpg
9Q702IA.jp
9Q754IN.jpg
Immagine
9Q754IA.jp
9Q752IN.jpg
9Q752IA.jp
9Q804IN.jpg
9Q804IA.jp
9Q802IN.jpg
9Q802IA.jp
Lena 512x512
9Q854IN.jpg
9Q854IA.jp
9Q852IN.jpg
9Q852IA.jp
9Q904IN.jpg
9Q904IA.jp
"
Benchmark Results 1/4
9Q902IN.jpg
9Q902IA.jp
9Q954IN.jpg
9Q954IA.jp
"
9Q952IN.jpg
9Q952IA.jp
FileSize
WriteTime
Benchmarking of JPEG encoding algorithm on mobile devices
OpenOutputFileTime
CloseOutputFileTime

7. uSec
1.500.000
1.600.000
1.700.000
1.800.000
1.900.000
2.000.000
2.100.000
2.200.000
2.300.000
2.400.000
2.500.000
2.600.000
2.700.000
2.800.000
2.900.000
3.000.000
3.100.000
3.200.000
9Q304IN.jpg
9Q304IA.jp
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Facoltà di Ingegneria"
9Q302IA.jp
9Q354IN.jpg
9Q354IA.jp
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9Q504IN.jpg
9Q504IA.jp
9Q502IN.jpg
Corso di Studi in Ingegneria Informatica"
9Q502IA.jp
9Q554IN.jpg
9Q554IA.jp
9Q552IN.jpg
9Q552IA.jp
9Q604IN.jpg
9Q604IA.jp
9Q602IN.jpg
9Q602IA.jp
9Q704IN.jpg
9Q704IA.jp
9Q702IN.jpg
9Q702IA.jp
9Q754IN.jpg
Immagine
9Q754IA.jp
9Q752IN.jpg
9Q752IA.jp
9Q804IN.jpg
Lena 512x512
9Q804IA.jp
9Q802IN.jpg
9Q802IA.jp
9Q854IN.jpg
9Q854IA.jp
"
Benchmark Results 2/4
9Q852IN.jpg
9Q852IA.jp
9Q904IN.jpg
9Q904IA.jp
"
9Q902IN.jpg
9Q902IA.jp
9Q954IN.jpg
9Q954IA.jp
9Q952IN.jpg
9Q952IA.jp
Benchmarking of JPEG encoding algorithm on mobile devices
ElaborationTime

8. ElaborationTime
CloseOutputFileTime
OpenOutputFileTime
WriteTime
FileSize
Benchmarking of JPEG encoding algorithm on mobile devices
g
jp
A.
4I pg
95 IN.j g
8Q 54 . jp
9 IA g
jp
g 8Q 4 j p
90 IN. g
A. g
4I .j p 8Q 904 . jp
95 IN g IA g
8Q 954 A. jp 8Q 54 .j p
I g 8 IN g
8Q904 .j p 8Q 854 . jp
IN g IA g
8Q 04 . jp 8Q804 .j p
9 IA g
Black 352x288
8Q854 N.j p IN g
Black 352x288
8Q 4 jp
I g
8Q 854 . jp 80 IA. g
IA g 8Q754 .j p
8Q 4 .j p IN g
80 IN g 8Q 754 . jp
8Q 804 . jp IA g
IA g
8Q 54 .j p 8Q 04 .j p
7 IN g
Immagine
7 IN g
8Q 754 A. jp 8Q 704 . jp
I g IA g
8Q704 .j p 8Q 04 .j p
6 IN g
Immagine
IN g
8Q 04 . jp 8Q 604 . jp
"
7 IA g
8Q604 N.j p IA g
I g 8Q554 .j p
8Q 604 . jp IN g
IA g 8Q 54 . jp
8Q 54 .j p 5 IA g
5 IN g 8Q 4 j p
50 IN. g
8Q 554 A. jp
I g 8Q 504 . jp
Benchmark Results 3/4
"
8Q504 .j p IA g
IN g
8Q 04 . jp 8Q 54 .j p
5 IA g 3 IN g
8Q354 .j p 8Q 354 . jp
IN g IA g
8Q 54 . jp 8Q304 .j p
3 IA g IN
8Q304 N.j p 8Q 04
I 3
8Q 304 8Q
8Q
690.000
680.000
670.000
660.000
650.000
640.000
630.000
620.000
610.000
600.000
0
13.000
12.000
11.000
10.000
9.000
8.000
7.000
6.000
5.000
4.000
3.000
2.000
1.000
uSec/Bytes uSec
ElaborationTime
CloseOutputFileTime
OpenOutputFileTime
WriteTime
FileSize
g
jp
A.
4I j pg
95 IN. g
4Q 954 . jp
IA g
jp
g 4Q904 .j p
A. g IN g
4I .j p 4Q 4 jp
95 IN g 90 IA. g
4Q 954 A. jp 4Q854 .j p
I g IN g
4Q904 N.j p 4Q 4 jp
85 IA. g
Corso di Studi in Ingegneria Informatica"
I g
4Q 904 A. jp 4Q804 .j p
I g
Noise 352x288
4Q854 N.j p IN g
Noise 352x288
I g 4Q 804 . jp
4Q 854 A. jp IA g
I g 4Q754 .j p
4Q804 N.j p IN g
I g 4Q 4 jp
75 IA. g
4Q 804 A. jp
I g
4Q754 N.j p 4Q704 .j p
IN g
Immagine
I g
4Q 754 A. jp 4Q 704 . jp
I g IA g
4Q704 N.j p 4Q604 .j p
IN g
Immagine
I g
4Q 704 A. jp 4Q 604 . jp
I g IA g
4Q604 N.j p 4Q554 .j p
I g
Facoltà di Ingegneria"
4Q 604 A. jp IN g
I g 4Q 4 jp
55 IA. g
4Q554 N.j p
I g 4Q504 .j p
4Q 554 A. jp IN g
I g 4Q 504 . jp
4Q504 N.j p IA g
I g
4Q 504 A. jp 4Q354 .j p
I g IN g
4Q354 N.j p 4Q 354 . jp
I g IA g
4Q 354 A. jp 4Q304 .j p
I g IN
4Q304 N.j p 4Q 304
I
4Q 304 4Q
4Q
1.600.000
1.550.000
1.500.000
1.450.000
1.400.000
1.350.000
1.300.000
1.250.000
1.200.000
1.150.000
1.100.000
1.050.000
1.000.000
950.000
900.000
850.000
800.000
400.000
375.000
350.000
325.000
300.000
275.000
250.000
225.000
200.000
175.000
150.000
125.000
100.000
0
75.000
50.000
25.000
uSec/Bytes uSec

9. Immagine
Facoltà di Ingegneria"
Noise 1280x1024
Black 1280x1024
Noise 1280x960
Noise 640x480
Noise 352x288
Black 1280x960
Black 640x480
Black 352x288
Lena 512x512
0
500.000
1.000.000
1.500.000
2.000.000
Corso di Studi in Ingegneria Informatica"
2.500.000
3.000.000
3.500.000
4.000.000
4.500.000
5.000.000
5.500.000
6.000.000
6.500.000
7.000.000
7.500.000
8.000.000
8.500.000
9.000.000
9.500.000
uSec
10.000.000
10.500.000
11.000.000
11.500.000
12.000.000
12.500.000
13.000.000
13.500.000
"
Benchmark Results 4/4
Default Quality (75): Black - Lena - Noise
14.000.000
14.500.000
15.000.000
"
15.500.000
16.000.000
16.500.000
17.000.000
17.500.000
18.000.000
18.500.000
19.000.000
Benchmarking of JPEG encoding algorithm on mobile devices
Write Time
DCT+Huffman

10. Facoltà di Ingegneria"
Corso di Studi in Ingegneria Informatica" Benchmarking of JPEG encoding algorithm on mobile devices
"
Conclusions
"
"
§ The handling of multimedia data carried by mobile devices has
been analyzed, documented and shared among the members of
the Flash Software Department of STMicroelectronics"
§ An useful approach to the benchmarking of the JPEG encoder has
been proposed, implemented and validated for the Test Platform"
§ The software application has been developed using the modern
design patterns: this software implementation ensures the
portability to different Test Platforms, the selection of a new set of
"test cases” as well as the capability to enlarge the sample of the
source images"