Насир Ахмед (инженер)

Индийско-американский инженер-электрик и ученый-компьютерщик (1940 г.р.)

Насир Ахмед (1940 г.р.) — индийско-американский инженер-электрик и ученый-компьютерщик. Он является почетным профессором электротехники и вычислительной техники Университета Нью-Мексико (UNM). Он наиболее известен изобретением дискретного косинусного преобразования (ДКП) в начале 1970-х годов. DCT — наиболее широко используемое преобразование сжатия данных , основа большинства стандартов цифровых медиа ( изображений , видео и аудио ) и обычно используемое при цифровой обработке сигналов . Он также описал дискретное синусоидальное преобразование (ДСТ), которое связано с ДКП. ^[1]

Дискретное косинусное преобразование (ДКП)

Дискретное косинусное преобразование (DCT) — это алгоритм сжатия с потерями , который впервые был предложен Ахмедом во время работы в Университете штата Канзас , и он предложил эту технику Национальному научному фонду в 1972 году. Первоначально он предназначал DCT для сжатия изображений . ^{[2] [3]} Ахмед разработал рабочий алгоритм DCT вместе со своим аспирантом Т. Натараджаном и другом К. Р. Рао в 1973 году, ^[2] и они представили свои результаты в статье, опубликованной в январе 1974 года. ^{[4] [5] [6]} В нем описывалось то, что сейчас называется DCT типа II (DCT-II), ^{[7] : 51,} а также его инверсия, DCT типа III (также известное как IDCT). ^[4]

Ахмед был ведущим автором эталонной публикации ^{[8] [9]} Дискретное косинусное преобразование (совместно с Т. Натараджаном и К.Р. Рао) ^[4] , которая с момента ее публикации упоминалась как фундаментальное достижение во многих работах ^[10] . Фундаментальная исследовательская работа и события, которые привели к разработке ДКП, были обобщены в более поздней публикации Ахмеда, озаглавленной «Как я придумал дискретное косинусное преобразование». ^[2]

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 оно используется для достижения сжатия цифрового видео в различных международных стандартах, определенных ITU и MPEG (Группа экспертов по кинематографии), доступно в статье К. Р. Рао и Дж. Дж. Хванга ^{[16] : JPEG: Глава 8; H.261: Глава 9; MPEG-1: Глава 10; MPEG-2: Глава 11} , которая была опубликована в 1996 году, а обзор был представлен в двух публикациях 2006 года Яо Ванга . ^{[17] [18]} Свойства сжатия изображений и видео DCT привели к тому, что он стал неотъемлемым компонентом следующих широко используемых технологий международного стандарта:

Форма DCT, используемая в приложениях сжатия сигналов, иногда называется DCT-2 в контексте семейства дискретных косинусных преобразований ^[19] или DCT-II .

В более поздних стандартах использовались преобразования на основе целых чисел, которые имеют свойства, аналогичные DCT, но явно основаны на целочисленной обработке, а не определяются тригонометрическими функциями. ^[20] В результате того, что эти преобразования имеют свойства симметрии, аналогичные ДКП, и являются, в некоторой степени, аппроксимациями ДКП, их иногда называют преобразованиями «целочисленного ДКП». Такие преобразования используются для сжатия видео в следующих технологиях, относящихся к более поздним стандартам. Схемы «целочисленного DCT» концептуально аналогичны обычному DCT, но упрощены, чтобы обеспечить точно заданное декодирование с уменьшенной вычислительной сложностью .

Вариант DCT, модифицированное дискретное косинусное преобразование (MDCT), используется в современных форматах сжатия звука, таких как MP3 , ^[21] Advanced Audio Coding (AAC) и Vorbis (OGG).

Дискретное синусоидальное преобразование (ДСТ) получается из ДКП путем замены условия Неймана при x=0 условием Дирихле . ^{[7] : 35} Летнее время было описано в статье 1974 года Ахмедом, Натараджан и Рао. ^[4]

Позже Ахмед вместе с Гиридхаром Мандьямом и Нираджем Маготрой в Университете Нью-Мексико в 1995 году участвовал в разработке алгоритма сжатия без потерь DCT . Это позволяет использовать метод DCT для сжатия изображений без потерь. Это модификация исходного алгоритма DCT, включающая элементы обратного DCT и дельта-модуляции . Это более эффективный алгоритм сжатия без потерь, чем энтропийное кодирование . ^[22]

Фон

• Выпускник школы для мальчиков епископа Коттона ; получил степень бакалавра электротехники в Инженерном колледже Университета Висвесварая в Бангалоре 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 Шломо Карни;
• Главный инженер-исследователь, Honeywell , Сент-Пол, Миннесота, 1966–68;
• Профессор кафедры электротехники и вычислительной техники Университета штата Канзас , 1968–83;
• 1983–2001: Университет Нью-Мексико — президентский профессор электротехники и вычислительной техники, 1983–89; Заведующий кафедрой электротехники и вычислительной техники, 1989–94; Декан инженерного факультета, 1994–96 гг.; Помощник проректора по исследованиям и декан аспирантуры, 1996–2001 гг.;
• Консультант, Национальные лаборатории Сандии , Альбукерке, Нью-Мексико, 1976–90.
• Женат на Эстер Паренте-Ахмед. Сын Майкл Ахмед Паренте.

Книги

• —; Рао, Камисетти Рамамохан (7 августа 1975 г.). Ортогональные преобразования для цифровой обработки сигналов . Нью-Йорк: Springer-Verlag . дои : 10.1109/ICASSP.1976.1170121. ISBN 978-3540065562. LCCN  73018912. OCLC  438821458. ОЛ  22806004М. S2CID  10776771.
• —; Натараджан, Т. Радж (1 марта 1983 г.). Сигналы и системы дискретного времени . Издательская компания Рестон . дои : 10.1017/cbo9781107444454.005. ISBN 978-0835913751. LCCN  82009146. OCLC  916671412. ОЛ  22246478М. S2CID  60330579.

Популярная культура

В 5-м сезоне 8-й серии сериала « Это мы» на канале NBC история Ахмеда была рассказана, чтобы подчеркнуть важность передачи изображений и видео через Интернет в современном обществе, особенно во время пандемии COVID-19 . Эпизод заканчивается фотографией Ахмеда и его жены с подписями, объясняющими важность его работы, а также тем, что продюсеры поговорили с парой в видеочате, чтобы понять их историю и включить ее в серию. ^[23]

Рекомендации

1. «Кто такой Насир Ахмед? Реальная история любви индийско-американского инженера из «Это мы», которому приписывают алгоритм .jpg» . meaww.com . Проверено 8 апреля 2022 г.
2. Ахмед, Насир (январь 1991 г.). «Как я придумал дискретное косинусное преобразование». Цифровая обработка сигналов . 1 (1): 4–5. дои : 10.1016/1051-2004(91)90086-Z.
3. Станкович, Радомир С.; Астола, Яакко Т. (2012). «Воспоминания о ранней работе в DCT: интервью с К.Р. Рао» (PDF) . Отпечатки первых дней информационных наук . 60 . Международный центр обработки сигналов Тампере. ISBN 978-9521528187. ISSN  1456-2774. Архивировано (PDF) из оригинала 30 декабря 2021 года . Проверено 30 декабря 2021 г. - через ETHW .
4. —; Натараджан, Т. Радж; Рао, КР (1 января 1974 г.). «Дискретное косинусное преобразование». Транзакции IEEE на компьютерах . С-23 (1). Компьютерное общество IEEE: 90–93. дои : 10.1109/TC.1974.223784. eISSN  1557-9956. ISSN  0018-9340. LCCN  75642478. OCLC  1799331. S2CID  39023640.
5. Рао, К. Рамамохан ; Йип, Патрик К. (11 сентября 1990 г.). Дискретное косинусное преобразование: алгоритмы, преимущества, приложения . Обработка сигналов, изображений и речи. Академическая пресса . arXiv : 1109.0337 . дои : 10.1016/c2009-0-22279-3. ISBN 978-0125802031. LCCN  89029800. OCLC  1008648293. ОЛ  2207570М. S2CID  12270940.
6. «T.81 – Цифровое сжатие и кодирование неподвижных изображений с непрерывным тоном – требования и рекомендации» (PDF) . ССИТТ . Сентябрь 1992 года . Проверено 12 июля 2019 г.
7. Британак, Владимир; Да, Патрик С.; Рао, КР (6 ноября 2006 г.). Дискретные косинусные и синусоидальные преобразования: общие свойства, быстрые алгоритмы и целочисленные аппроксимации . Академическая пресса . ISBN 978-0123736246. LCCN  2006931102. OCLC  220853454. OL  18495589М. S2CID  118873224.
8. Избранные статьи по визуальным коммуникациям: технологии и приложения (SPIE Press Book), редакторы Т. Рассел Хсинг и Эндрю Г. Тешер, апрель 1990 г., стр. 145-149 [1].
9. Избранные статьи и руководство 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.
10. Цитаты DCT через Google Scholar [2].
11. Эндрю Б. Уотсон (1994). «Сжатие изображения с использованием дискретного косинусного преобразования» (PDF) . Журнал Математика . 4 (1): 81–88.
12. сжатие изображений .
13. Преобразование кодирования .
14. Уоллес, ГК (февраль 1992 г.). «Стандарт сжатия неподвижных изображений JPEG» (PDF) . Транзакции IEEE по бытовой электронике . 38 (1). дои : 10.1109/30.125072..
15. CCITT 1992 [3].
16. Рао, КР ; Хван, Джей-Джей (18 июля 1996 г.). Методы и стандарты кодирования изображений, видео и аудио . Прентис Холл. ISBN 978-0133099072. LCCN  96015550. OCLC  34617596. OL  978319M. S2CID  56983045.
17. Яо Ван, Стандарты кодирования видео: Часть I, 2006 г.
18. Яо Ван, Стандарты кодирования видео: Часть II, 2006 г.
19. Гилберт Стрэнг (1999). «Дискретное косинусное преобразование» (PDF) . Обзор СИАМ . 41 (1): 135–147. Бибкод : 1999SIAMR..41..135S. дои : 10.1137/S0036144598336745 .
20. Ли, Джэ-Бом; Кальва, Хари (2008). Стандарты сжатия видео VC-1 и H.264 для широкополосных видеосервисов . Спрингер Сайенс+Бизнес Медиа, ООО. стр. 217–245.
21. Гукерт, Джон (весна 2012 г.). «Использование БПФ и MDCT в сжатии аудио MP3» (PDF) . Университет Юты . Проверено 14 июля 2019 г.
22. Мандьям, Гиридхар Д.; Ахмед, Насир; Маготра, Нирадж (17 апреля 1995 г.). Родригес, Артуро А.; Сафранек, Роберт Дж.; Дельп, Эдвард Дж. (ред.). «Схема сжатия изображений без потерь на основе DCT». Сжатие цифрового видео: алгоритмы и технологии 1995 . 2419 . ШПИОН : 474–478. Бибкод : 1995SPIE.2419..474M. дои : 10.1117/12.206386. S2CID  13894279.
23. Мидзогучи, Карен (16 февраля 2021 г.). «Как это мы отдали дань уважения реальному «гению», который позволил Пирсонам оставаться на связи во время COVID». People.com . Проверено 21 марта 2022 г.

Внешние ссылки

• Публикации Насира Ахмеда, проиндексированные Google Scholar
• Член IEEE в 1985 году «за вклад в инженерное образование и цифровую обработку сигналов».[4]
• Премия выдающемуся инженерному выпускнику Университета Нью-Мексико , 2001 г.[5].
• Премия выдающемуся преподавателю Университета штата Канзас , 1982–1983 годы.[6].