modified pca based image fusion and its quality measure

7
JOURNAL OF COMPUTING, VOLUME 3, ISSUE 4, APRIL 2011, ISSN 21519617 HTTPS://SITES.GOOGLE.COM/SITE/JOURNALOFCOMPUTING/  WWW.JOURNALOFCOMPUTING.ORG  170 Modified PCA based Image Fusion and its Quality Measure Amit Kumar Sen , Subhadip Mukherjee and Amlan Chakrabarti Abstract – Image Fusion is an emerging area of research in image processing and computer vision. This paper proposes an algorithm which is based on the revised version of the traditional principal component analysis (PCA) technique and it overcomes the shortcomings of the traditional PCA based algorithm. This algorithm is applied for fusing benchmark images and then the results are compared with the results of traditional PCA based fusion in terms of image quality. The results shows that the quality of the fused image by the proposed algorithm produces better result than t he traditional PCA based technique. Index Item – Image Fusion, Principal Component Analysis, Wavelet Transform, Luminance, Contrast, Correlation Coefficient, Entropy, Mutual Information. 1. INTRODUCTION Image Fusion  is the process of combining relevant information from two or more images into a single image. The resulting image happens to  be more informative than each of the individual  images. Image Fusion is utilized in various applications like medical imaging, aerial and satellite imaging, robot vision, digital camera etc... Image fusion techniques fall  into two groups i. Discrete wavelet transform  based and ii. Statistical  based. In Statistical  based image fusion techniques there are various techniques such as principal component analysis (PCA)  based and histogram (HIS) transform  based. There are also other image fusion methods like Laplacian Pyramid Method. This paper is organized in the following way: In Section 2 we discuss the fundamentals of the PCA algorithm.  Section 3  briefs our proposed algorithm which is the modified version of the traditional PCA algorithm.  In Section 4 we  brief on the quality measures that we have performed to find the performance of our proposed technique. Section 5 discuses the experimental results. In Section 6 we have compared our results with that obtained through discrete wavelet technique (DWT). Concluding remarks are presented in Section 7. 2. PRINCIPAL COMPONENT ANALYSIS PCA is mathematically defined as an orthogonal linear transformation that transforms the data to a new coordinate system such that the greatest variance  by any projection of the data comes to lie on the first coordinate (called the first principal component),  the second greatest variance on the second coordinate, and so on. PCA is theoretically the optimum transform for a given data in least square terms. For a data matrix, X T  , with zero empirical mean (the empirical mean of the distribution has  been subtracted from the data set), where each row represents a different repetition of the experiment, and each column gives the results from a particular probe, the PCA transformation is given  by: ————————————————   Amit Kumar Sen Assistant Professor, Information Technology Department, IMPS College of Engineering & Te chnology.  Subhadip Mukherjee.   Amlan Chakrabarti Assistant Professor, A.K.Choudhury, School of Information Technology, University of Calcutta.

Upload: journal-of-computing

Post on 08-Apr-2018

219 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Modified PCA based Image Fusion and its Quality Measure

8/6/2019 Modified PCA based Image Fusion and its Quality Measure

http://slidepdf.com/reader/full/modified-pca-based-image-fusion-and-its-quality-measure 1/7

JOURNAL OF COMPUTING, VOLUME 3, ISSUE 4, APRIL 2011, ISSN 2151‐9617 

HTTPS://SITES.GOOGLE.COM/SITE/JOURNALOFCOMPUTING/ 

WWW.JOURNALOFCOMPUTING.ORG  170 

Modified PCA based Image Fusion and its

Quality Measure

Amit Kumar Sen , Subhadip Mukherjee and Amlan Chakrabarti

Abstract – Image Fusion is an emerging area of research in image processing and computer vision. This paper proposes an

algorithm which is based on the revised version of the traditional principal component analysis (PCA) technique and it overcomes

the shortcomings of the traditional PCA based algorithm. This algorithm is applied for fusing benchmark images and then the results

are compared with the results of traditional PCA based fusion in terms of image quality. The results shows that the quality of the

fused image by the proposed algorithm produces better result than the traditional PCA based technique.

Index Item –  Image Fusion, Principal Component Analysis, Wavelet Transform, Luminance, Contrast, Correlation

Coefficient, Entropy, Mutual Information.

1. INTRODUCTION

Image  Fusion  is  the  process  of  combining 

relevant information from two or more images into a 

single  image.  The  resulting  image  happens  to   be 

more informative than each of the individual images. 

Image Fusion  is utilized  in various applications  like 

medical  imaging,  aerial  and  satellite  imaging,  robot 

vision, digital camera etc... 

Image fusion techniques fall into two groups ‐ i. Discrete  wavelet  transform   based  and  ii.  Statistical 

 based.  In  Statistical   based  image  fusion  techniques 

there  are  various  techniques  such  as  principal 

component  analysis  (PCA)   based  and  histogram 

(HIS)  transform   based.  There  are  also  other  image 

fusion methods like Laplacian Pyramid Method. 

This paper  is organized  in the following way: In 

Section  2 we  discuss  the  fundamentals  of  the  PCA 

algorithm.  Section  3  briefs  our  proposed  algorithm 

which  is the modified version of the traditional PCA 

algorithm.  In  Section  4  we   brief  on  the  quality 

measures  that  we  have  performed  to  find  the 

performance  of  our  proposed  technique.  Section  5 

discuses  the  experimental  results.  In  Section  6  we 

have  compared  our  results  with  that  obtained 

through  discrete  wavelet  technique  (DWT). 

Concluding remarks are presented in Section 7. 

2. PRINCIPAL COMPONENT ANALYSIS

PCA  is mathematically defined as an orthogonal 

linear  transformation  that  transforms  the  data  to  a 

new coordinate system such that the greatest variance 

 by any projection of the data comes to lie on the first 

coordinate (called the first principal component),  the 

second  greatest  variance  on  the  second  coordinate, 

and  so  on.  PCA  is  theoretically  the  optimum 

transform for a given data in least square terms. 

For a data matrix, XT

 , with zero empirical mean (the  empirical  mean  of  the  distribution  has   been 

subtracted  from  the  data  set),  where  each  row 

represents  a  different  repetition  of  the  experiment, 

and  each  column gives  the  results  from a particular 

probe, the PCA transformation is given  by: 

————————————————   Amit Kumar Sen Assistant Professor, Information Technology

Department, IMPS College of Engineering & Technology.  Subhadip Mukherjee.  Amlan Chakrabarti Assistant Professor, A.K.Choudhury, School of 

Information Technology, University of Calcutta.

Page 2: Modified PCA based Image Fusion and its Quality Measure

8/6/2019 Modified PCA based Image Fusion and its Quality Measure

http://slidepdf.com/reader/full/modified-pca-based-image-fusion-and-its-quality-measure 2/7

JOURNAL OF COMPUTING, VOLUME 3, ISSUE 4, APRIL 2011, ISSN 2151‐9617 

HTTPS://SITES.GOOGLE.COM/SITE/JOURNALOFCOMPUTING/ 

WWW.JOURNALOFCOMPUTING.ORG  171 

Where the matrix Σ is an m‐ by‐n diagonal matrix 

with nonnegative

 real

 numbers

 on

 the

 diagonal

 

and 

W Σ VT  is the singular value decomposition (svd) of 

X. 

3. MODIFIED PCA BASED IMAGE FUSION

ALGORITHM

PCA is a way of identifying patterns in data, and 

expressing the data in such a way as to highlight their 

similarities and dissimilarities. PCA fusion rule  is, to 

find  the  principal  axis  Eigen  value  of  the 

approximation  images,  calculate  the  corresponding 

eigenvector,  and  the  perform  fusion  on  these 

approximation  images  according  to  the  principal 

eigenvector.  But  there  is  a  disadvantage  in  these 

traditional  PCA   based  image  fusion.  In  traditional 

PCA  based  algorithm  [1]  it may  happen  that  all  the 

principal  components  are  selected  from  the  same 

region of the image. 

This  drawback  is  taken  care  in  our  proposed 

modification of the PCA algorithm. Our technique  is 

a window

  based

 approach

 over

 the

 existing

 PCA.

 

Here  first  we  divide  the  images  into  some  static 

window   blocks.  Then  we  find  the  principal 

eigenvector  for  each  window   block  and  perform 

fusion  on  two  corresponding window  blocks  of  the 

two  images  to   be  fused.  This  assures  that  the 

principal component will  be selected from each of the 

window  blocks. 

The modified PCA Algorithm for image fusion is 

discussed as  below: 

Step 1:  Creation Window block for the images. 

Each of the images is split into n window  blocks 

and  the  number  of  blocks  for  both  images must  be 

same. 

Step 2: Generation of data vectors  for window 

blocks: 

The row and the column of every window  block 

is  arranged  to  create  data  vector,  i.e.  for  n window 

 block for first  image creates the data vector X1 , X2 ,…, Xn  and  for  second  image  creates  the data  vector Y1 , 

Y2 ,…, Yn. 

Step  3:  Finding  the  covariance  matrix  for  the 

window blocks. 

The  covariance   between  the  two  images  is 

calculated  by means of covariance matrix matrix  (C) 

from  the  image  data  vectors  of  Step2.  For  the  ith 

window  block  of  both  the  images  the  covariance  is 

calculated as follows: 

C = 

Step  4:  Determining  the  eigenvectors  and  the 

principal eigenvector. 

The  Eigen  value  of  all  the  Eigen  vectors  are 

calculated  from  the  covariance  matrix.  The 

eigenvector  that has  the maximum value  for each of 

the  window   blocks  is  called  the  principal  Eigen 

vector.  i.e.  the principal Eigen vector  for all window 

 blocks are (x1 ,y1)T , (x2 ,y2)T …  (xn ,yn)T. 

Step 5:  Calculation of  the approximate weight 

for every window block. 

The approximate weight of every window  blocks 

is calculated  by the following formula as given  below. 

For the ith window  blocks 

W (Ai) = xi/( xi + yi)  and  W (Bi) = yi/( xi + yi); 

here Ai and Bi represents the ith window  block of 

the  two  images  and  (xi ,  yi)  are  the  corresponding 

principal Eigen vectors. 

Step  6:  Summing  two  corresponding window 

block of images. 

Page 3: Modified PCA based Image Fusion and its Quality Measure

8/6/2019 Modified PCA based Image Fusion and its Quality Measure

http://slidepdf.com/reader/full/modified-pca-based-image-fusion-and-its-quality-measure 3/7

JOURNAL OF COMPUTING, VOLUME 3, ISSUE 4, APRIL 2011, ISSN 2151‐9617 

HTTPS://SITES.GOOGLE.COM/SITE/JOURNALOFCOMPUTING/ 

WWW.JOURNALOFCOMPUTING.ORG  172 

Adding  of  the  approximation  weight  of  two 

corresponding window  blocks and generating a new 

fused window  block. i.e. ith fused window  block 

F= A*W (Ai) + B*W (Bi). 

Step 7: Aggregation of all fused window blocks. 

Arranging  all  the  fused  window   blocks  and 

getting the final fused image. 

Figure  1  shows  the  sequence  of  steps  for  the 

fusion process 

Figure  1:  Flow  Chart  of  Modified  PCA   based 

Algorithm 

4. IMAGE QUALITY MEASURE

To check the quality of fused image we have chosen 

eleven  quality  criteria.  The  image  qualities  are 

 being defined as follows: 

Correlation Coefficient:  It measures  the degree  of 

correlation   between  the  fused  and  the  reference 

images. 

Cross Entropy:  It  reflect  the  information difference 

 between the fused and the reference image. 

Entropy: It measures the richness of  information  in the fused image. 

Mutual  Information:  It measures  the  information 

shared  between  the  fused  image and  the  reference 

image using histograms. 

Mean  Square  Error:  It  measures  the  spatial 

distortion introduced  by fusion process. 

Normalized  least  square  Error:  It  indicates  the 

normalized  difference   between  the  fused  and 

reference image. 

Relative  Sift  Mean:  It  indicates  the  amount  of 

information added or lost during fusion. Standard  Deviation:  It  reflects  the  contrast  of 

image. 

Spatial Frequency:  It measures  the clarity of  fused 

image. 

Signal to noise ratio: It measures the ratio  between 

information and noise of fused image. 

Warping Degree:  It measures  the  level  of  optical 

spectral distortion. 

Contrast:  It measures how  similar  contrasts of 

images are. 

Luminance:  It measures  how  close  the mean 

luminance is  between the images. 

Now,  quality  of  the  fused  image  is measured 

 by  some  standard  quality  index.  Among  the 

above  mentioned  quality  factors;  correlation 

coefficient, contrast and  luminance are used as 

standard quality  index. Standard quality  index 

is represented

  by

 a combination

 of the

 above

 

three.[4] 

Q =  (1) 

Where  is  the  correlation  coefficient, 

is  the  luminance  and  is  the 

contrast. 

Creation of Window  block for the 

Generation of data vectors for window 

Summing of two corresponding window  block of images. 

Calculation of the approximate weight of every window 

Determining the eigenvector and then determine principal 

Finding the covariance matrix for window  blocks. 

Aggregation of all fused window  blocks 

Page 4: Modified PCA based Image Fusion and its Quality Measure

8/6/2019 Modified PCA based Image Fusion and its Quality Measure

http://slidepdf.com/reader/full/modified-pca-based-image-fusion-and-its-quality-measure 4/7

JOURNAL OF COMPUTING, VOLUME 3, ISSUE 4, APRIL 2011, ISSN 2151‐9617 

HTTPS://SITES.GOOGLE.COM/SITE/JOURNALOFCOMPUTING/ 

WWW.JOURNALOFCOMPUTING.ORG  173 

Here x and y are the pixel values,  and  are 

the contrast of X and Y  images. This quality  is 

measured  by  breaking the image into 8×8 pixel. 

We  have  also  compared  the  Peak  Signal  Noise Ratio  and   Mutual  Information  of  the  fused 

image. The  results are also compared with  the 

wavelet  based fusion results. 

5. EXPERIMENTAL RESULTS AND

ANALYSIS 

The  principle  essence  of  fused  image  is  that  it 

gives   better  information  than  the  individual  input 

images.  To  prove  this  statement  we  apply  our 

algorithm  on  the  following  images  as  shown  in 

Figure 2 and Figure 3. The  fused  image  is shown  in Figure 4. The fused image is compared with the input 

images  and  for  this  comparison;  entropy  has   been 

taken  as  a  standard  parameter  [2].  To  calculate  the 

entropy,  histogram  of  the  images  has   been  used. 

Table 1 shows the entropy measure of the images. 

Figure 2: Input Image A 

Figure 3: Input Image B 

Figure 4: Fused Image  by Modified PCA 

Figure 5: Fused Image  by traditional PCA 

Table 1: Entropy Measure Comparison 

The  results  show  that  the  entropy  of  the  fused 

image is  better than input images A and B. 

Now we measure  the eleven quality parameters 

as  shown  in  Table  2,  for  both  the  images  obtained 

through  our  modified  PCA  (Figure  4)  and   by 

traditional PCA as shown in Figure 5. 

Image  Entropy 

Input Image A  0.54 

Input Image B  0.56 

Fused  0.94 

Page 5: Modified PCA based Image Fusion and its Quality Measure

8/6/2019 Modified PCA based Image Fusion and its Quality Measure

http://slidepdf.com/reader/full/modified-pca-based-image-fusion-and-its-quality-measure 5/7

JOURNAL OF COMPUTING, VOLUME 3, ISSUE 4, APRIL 2011, ISSN 2151‐9617 

HTTPS://SITES.GOOGLE.COM/SITE/JOURNALOFCOMPUTING/ 

WWW.JOURNALOFCOMPUTING.ORG  174 

Table  2:  Comparison  of  the  quality  parameters 

 between our modified PCA approach and traditional 

PCA 

Image Quality  Traditiona

l  PCA   based Fusion 

Modifie

d  PCA  based 

Fusion 

Correlation 

Coefficient 

1  1 

Cross Entropy  0.42  0.47 

Entropy  0.88  0.94 

Mutual 

Information 

0.74  0.71 

Mean  Square 

Error 

0.88  0.84 

Normalized 

Least square Error 

0.38  0.35 

Relative  Sift 

in Mean 

0.56  0.52 

Standard Deviation 

0.001  0.001 

Warping 

degree 

0.35  0.37 

Contrast  0.87  0.88 

Luminance  0.91  0.92 

Figure  6:  Comparison  chart  of Quality  of  PCA 

 based and Revised PCA  based image. 

From the experimental results as shown in Table 

2  it  can   be  observed  that  the  values  of  entropy, mutual  information  and  wrapping  degree  of  the 

fused  image  generated   by  our  modified  PCA 

algorithm are  greater than values for the fused image 

generated   by  the  traditional  PCA  algorithm.  The 

error  parameters  like  the  Mean  Square  Error, 

Normalized  Least  square  Error  and  Relative  Sift  in 

Mean have  lesser values  for our  algorithm  than  the 

traditional PCA algorithm. These results clearly show 

that our modified PCA  based image fusion produces 

 better result than traditional PCA. 

6. COMPARISION WITH WAVELET

TRANSFORM

One of the traditional image fusion techniques is 

Wavelet Transform. Popular wavelet  based approach 

is  to  find  the  decomposition  coefficient  for  image 

fusion.  The  wavelet   based  method  is  available  as 

image  fusion  tool  in wavelet  toolbox which  is used 

for fusing various registered images of the same size. 

The  principal  of  image  fusion  using  wavelet  is  to 

merge  the  wavelet  decompositions  of  two  original 

images using fusion methods. 

Now we measure  the  standard quality  index of 

fused  image  for  our  modified  PCA  algorithm  and 

they  are  compared  with  the  fused  image  results 

obtained through wavelet transform method. 

Page 6: Modified PCA based Image Fusion and its Quality Measure

8/6/2019 Modified PCA based Image Fusion and its Quality Measure

http://slidepdf.com/reader/full/modified-pca-based-image-fusion-and-its-quality-measure 6/7

JOURNAL OF COMPUTING, VOLUME 3, ISSUE 4, APRIL 2011, ISSN 2151‐9617 

HTTPS://SITES.GOOGLE.COM/SITE/JOURNALOFCOMPUTING/ 

WWW.JOURNALOFCOMPUTING.ORG  175 

For  this measurement we  select  some  standard 

images as shown in Figure 7, which represent the first 

input  image  C  and  Figure  8  represents  the  second 

input  image D. Figure 9  represents  the  fused  image 

 by  our modified  PCA  and  Figure10  represents  the 

fused  image   by  traditional  PCA  and  Figure  12 

represents the fused image  by Wavelet Transform. 

Figure 7: Input image C 

Figure 8: Input image D 

Figure 9: Fused image  by our algorithm 

Figure 10: Fused image  by traditional PCA 

Figure  11:  Fused  image   by  Discrete  Wavelet 

Transform 

Table 3: Quality comparison of PCA  based fused 

image and our modified PCA  based fused image and 

the Wavelet Transform 

It  is  clear  from  Table  3  that  our  modified  PCA  is 

 better  than  the  traditional  PCA   based  results  and 

very  close  in  quality  as  compared  to  the  wavelet 

 based  technique.  The  wavelet   based  technique  has more  complexity  than  our  technique  so  it  can   be 

inferred  that our modified PCA  based  technique can 

 be useful  technique  in  terms of good quality as well 

as reduced complexity. 

Quality 

Metric 

Modified 

PCA 

PCA  Wavelet 

Transform 

Q  0.79  0.78  0.87 

MI  0.3  0.31  0.28 

PSNR  29  28  32 

Page 7: Modified PCA based Image Fusion and its Quality Measure

8/6/2019 Modified PCA based Image Fusion and its Quality Measure

http://slidepdf.com/reader/full/modified-pca-based-image-fusion-and-its-quality-measure 7/7

JOURNAL OF COMPUTING, VOLUME 3, ISSUE 4, APRIL 2011, ISSN 2151‐9617 

HTTPS://SITES.GOOGLE.COM/SITE/JOURNALOFCOMPUTING/ 

WWW.JOURNALOFCOMPUTING.ORG  176 

7. CONCLUSION

This  paper  presents  an  algorithm  on  image 

fusion which  shows much  better  performance  than 

the traditional PCA. The proposed algorithm is  based 

on 

statistical 

measure 

techniques. 

We 

have 

also 

compared  the  quality  of  our  technique with  that  of 

traditional  PCA   based  fusion  and  wavelet   based 

fusion. From  the  experimental  results  it  is  observed 

that the result image have  better qualities in terms of 

information  content as well as  lower values of error 

measure compared to the traditional PCA.  In future 

we would  like to investigate our algorithm for video 

fusion applications. 

REFERENCES

[1]  Y. Zheng, X. Hou, T. Bian, Z. Qin ‐ Effective Image Fusion 

Rules Of Multi‐scale Image Decomposition  , Procedings of the 

5th International Symposium on image and signal Processing 

and Analysis(2007) pp362‐366. 

[2] S. Gupta, K. P. Ramesh, E. P. Blasch – “Mutual Information 

Metric Evaluation for PET/MRI Image” Fusion. IEEE NAECON 

Conf.,  July 2008, pp 305 – 311. 

[3]S. Li,  Z. Li,  J. Gong – “Multivariate statistical analysis of 

measures for assessing the quality of image fusion . International  Journal of Image and Data Fusion”, Volume 1, 

Issue 1 March 2010  , pp 47 – 66. 

[4] N. Cvejic, A. Łoza, D. Bull, and N. Canagarajah – “A Novel 

Metric for Performance Evaluation of Image Fusion 

Algorithms” World Academy of Science, Engineering and 

Technology 7 2005 pp 80 ‐85. 

[5] Y. Zhu,  P. K. Varshney and H.Chen – “Evaluation of ICA 

Based Fusion of Hyperspectral Images for Color Display” . 

World Academy of Science, Engineering and Technology 7 2005 

[6] A. Haq, A. M. Mirza and  S. Qamar – “An Optimized Image 

Fusion Algorithm for Night‐time Surveillance and Navigation” 

Proceedings of IEEE symposium  , sept2005  , pp 138 – 143 

[7]M. F. Yakhdani and A. Azizi – “Quality assessment of image 

fusion techniques for multisensory High resolution satellite 

images” (case study: irs‐p5 and irs‐p6 Satellite images) . 

[8] Y. Zheng ‐ “Pyramid, DWT and Iterative DWT ‐ Multi‐scale 

Fusion Algorithm Comparisons.” 12th international conference 

on image fusion  , 2009 pp 1260 –1267. 

[9] S. G. Nikolov, D. R. Bull, C. N. Canagarajah, M. Halliwell, P. 

N. T. Wells ‐ “Image fusion using a 3‐d wavelet transform.” 

Image Processing and its Applications, Conference Publication 

No. 465 0 IEE 1999 pp 235‐239. [10] L.  I Smit – “A  tutorial on Principal Component Analysis”, 

2002, pp 1 ‐27. 

Mr. Amit Kumar Sen is at present an Assistant Professor in the 

Information Technology Depertment, IMPS College of Engg. & 

Technology, Malda,  India. He has done B.Tech  in  Information 

Technology  from Bengal  Institute  of Technology,  India  (2002‐

2006)  and M.Tech  in Multimedia  and  Software  System  from 

NITTTR,  Kolkata  (  2006‐2008).  His  present  research  area  is 

Computer Vision and Image Processing. 

Mr.  Subhadip  Mukherjee  is  at  present  working  with 

CMC.Ltd.  , India. Prior to this he was an  Assistant Professor in 

the  Information  Technology  Depertment,  IMPS  College  of 

Engg.  &  Technology,  Malda,  India.He  is  done  B.Tech  in 

Information  Technology  from  Bengal  College  of  Engineering 

&Technology, India (2002‐2006) and M.Tech in Multimedia and 

Software  System  from  NITTTR,  Kolkata  (  2007‐2009).  His 

present  research  interest  is  Computer  Vision  and  Image 

Processing. 

Dr. Amlan  Chakrabarti  is  at  present  an Assistant  Professor 

(Reader)   ,  in  the  A.K.Choudhury  School  of  Information Technology, University of Calcutta, India. Prior to this he was a 

faculty  in  the  Department  of  Computer  Science  and 

Engineering, West Bengal University of Technology, Meghnad 

Saha  Institute of Technology, Kolkata and  IIIT Calcutta. He  is 

an M.Tech. from the University of Calcutta (2001) and has done 

his  Doctoral  research  on  Quantum  Computing  at  Indian 

Statistical  Institute,  India  Kolkata,  2004‐2008.  He  was  also  a 

VLSI  Design  Engineer  from  1998‐2000.  He  is  a  Fellow  of 

Association  of Computer  Electronics  and  Electrical  Engineers 

(ACEEE),  Senior member  of  the  International  Association  of 

Computer  Science  and  Information  Technology  (IACSIT), 

Singapore.  His  present  research  interests  are  Quantum 

Computing, VLSI design, Embedded System Design and Video 

and Image Processing Algorithms.