REGULAR ARTICLE
Image compression of surface defects of the hot-rolled steel strip
using Principal Component Analysis
Adel Boudiaf
1,*
, Khaled Boubendira
2
, Khaled Harrar
3
, Achour Saadoune
4
, Hatem Ghodbane
4
, Amine Dahane
5
, and
Oussama Messai
6
1
Research Center in Industrial Technologies CRTI, P.O. Box 64, Cheraga, 16014 Algiers, Algeria
2
Faculty of Sciences and Technology, Department of Material Sciences, Souk Ahras University, 41000 Souk Ahras, Algeria
3
Faculty of Engineer Sciences, University M’Hamed Bougara of Boumerdes, 35000 Boumerdes, Algeria
4
Laboratory of Metallic and Semiconducting Material (LMSM), University of Biskra, 07000 Biskra, Algeria
5
Intelligent Systems Research Laboratory, University of Sciences and Technology, Oran, Algeria
6
Automatic and Robotic Laboratory, Electronics department, University of Mentouri, Constantine, Algeria
Received: 4 August 2018 / Accepted: 6 February 2019
Abstract. The quality control of steel products by human vision remains tedious, fatiguing, somewhat fast,
rather robust, sketchy, dangerous or impossible. For these reasons, the use of the artificial vision in the world of
quality control has become more than necessary. However, these images are often large in terms of quantity and
size, which becomes a problem in quality control centers, where engineers are unable to store these images. For
this, efficient compression techniques are necessary for archiving and transmitting the images. The reduction in
file size allows more images to be stored in a disk or memory space. The present paper proposes an effective
technique for redundancy extraction using the Principal Component Analysis (PCA) approach. Furthermore, it
aims to study the effects of the number of eigenvectors employed in the PCA compression technique on the
quality of the compressed image. The results revealed that using only 25% of the eigenvectors provide very
similar compressed images compared to the original ones, in terms of quality. These images are characterized by
high compression ratios and a small storage space.
Keywords: Principal Component Analysis (PCA) / image compression / surface defects / hot-rolled steel
strip / Discrete Cosine Transform (DCT) / Multi-Resolution Analysis (MRA)
Résumé. Compression d’images de défauts de surface de bande d’acier laminée à chaud par
l’analyse en composantes principales. Le contrôle de la qualité des produits en acier par vision humaine
reste fastidieux, fatigant, lent, peu robuste, superficiel, dangereux ou impossible. Pour ces raisons, l’utilisation de
la vision artificielle dans le monde du contrôle de la qualité est devenue nécessaire. Cependant, les images
générées sont souvent volumineuses et donc occupent un espace mémoire considérable, ce qui pose problème
dans les centres de contrôle qualité, où les ingénieurs ne sont pas en mesure de stocker ces images. Pour cela, des
techniques de compression efficaces sont nécessaires pour l’archivage et la transmission de ces images. La
réduction de la taille du fichier image permet de stocker davantage d’images sur un disque. L’objectif de ce travail
est de développer une technique de compression d’images efficace basée sur l’extraction de la redondance en
utilisant l’approche de l’analyse en composantes principales (ACP). En outre, il vise à étudier les effets du
nombre de vecteurs propres employés dans la technique de compression ACP sur la qualité de l’image
compressée. Les résultats ont révélé que l’utilisation de seulement 25 % des vecteurs propres fournit des images
compressées très similaires à celles d’origine, en termes de qualité. Ces images sont caractérisées par des taux de
compression élevés et un faible espace de stockage.
Mots clés: analyse en composantes principales (ACP) / compression d’image / défauts de surface / bande
d’acier laminé à chaud / transformée en cosinus discrète (TCD) / analyse multi-résolution (AMR)
* e-mail: adelboudiaf@yahoo.fr
Matériaux & Techniques 107, 203 (2019)
© EDP Sciences, 2019
https://doi.org/10.1051/mattech/2019012
Matériaux
&
Techniques
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