Elektronik Mühendisliği 2013 Yüksek Lisans ve 2018 Doktora mezunumuz Ercan Kalalı, "Düşük Enerjili Görüntü İşleme ve Sıkıştırma Donanım Tasarımları" başlıklı doktora teziyle IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers / Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü) Türkiye Doktora Tez Ödülü’ne layık görüldü.

Ercan Kalalı, Sabancı Üniversitesi Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi Öğretim Üyesi İlker Hamzaoğlu danışmanlığında yapmış olduğu doktora çalışmasını 2018 yılında tamamladı. Düşük Enerjili Görüntü İşleme ve Sıkıştırma Donanım Tasarımları başlıklı doktora teziyle IEEE Türkiye Doktora Tez Ödülünü almaya hak kazandı. Ödül 11 Şubat 2019 tarihinde İstanbul Teknik Üniversitesi SDKM’de yapılan törenle Kalalı'ya takdim edildi. 

IEEE Türkiye Doktora Tezi Ödülü Nedir?

IEEE Türkiye Doktora Tezi Ödülü, doktorasını Türkiye’deki bir üniversitede IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) faaliyet alanlarından birinde son iki yıl içerisinde tamamlamış ve üstün nitelikli doktora tezi ile gelecek vaat eden genç bilim insanlarına verilir.

Mezunumuz Ercan Kalalı'ya tezindeki teknik detayları merak edenler ve bu alandaki çalışmaları takip edenler için sorularımızı yönelttik:

"Düşük Enerjili Görüntü İşleme ve Sıkıştırma Donanım Tasarımları" tezi hangi çalışmaları içerir?

Bu tez kapsamında, 2B orta değer filtresi (2D median filter), Gauss bulanıklığı (Gaussian Blur) ve görüntü keskinleştirme (image sharpening) algoritmaları için yeniden uyarlanabilir (adaptive) 2B sayısal görüntü işleme algoritması önerilmiştir. Önerilen algoritma sayesinde görüntü kalitesini düşürmeden düşük enerjili görüntü işleme donanımları tasarlanmıştır. Ayrıca, 2013 yılında ITU(International Telecommunication Union)/ISO(International Organization of Standardization) ortaklığıyla standard haline getirilen ve hala güncel video sıkıştırma standardı olma özelliğini koruyan HEVC/H.265 (High Efficiency Video Coding) standardının alt parçaları olan çerçeve içi öngörü (intra prediction), kesirli aradeğerleme (fractional interpolation), ayrık kosinüs dönüşümü (Discrete Cosine Transform - DCT) ve ters ayrık kosinüs dönüşümü (Inverse DCT) algoritmaları için düşük enerjili donanım mimarileri tasarlanmıştır.

Uygulama alanları nedir? Biraz somut örnek ve detay anlatmak mümkün mü?

Cisco Visual Networking Index'e göre 2021 yılında internet trafiğinin 83%'lük kısmının video içeriklerinden oluşması beklenmektedir. Bunun yanı sıra, mobil cihazlar, televizyonlar ve insansız hava araçları gibi birçok ticari üründe yüksek çözünürlüklü (4K/8K) videoların kullanımının artırılması, verimli video işleme ve daha iyi video sıkıştırma algoritmaları tasarlama gereksinimini artırmaktadır. Bu gereksinimler, sayısal video işleme ve sıkıştırma algoritmalarının hesaplama karmaşıklığını artırmaktadır. Bu nedenle, özellikle taşınabilir tüketici elektroniği ürünleri için, sayısal video işleme ve sıkıştırma algoritmalarının hesaplama karmaşıklıkları ile sayısal video işleme ve sıkıştırma donanımlarının enerji tüketimlerini, görsel kaliteyi düşürmeden, azaltmak gerekmektedir.

Çalışmalarınız devam edecek mi? Bundan sonraki planlarınız nelerdir?

ITU/ISO ortaklığı, Versatile Video Coding (VVC) ismini verdikleri yeni bir video sıkıştırma standardı üzerinde çalışmaktadır. 2020 ortalarında standard haline gelmesi beklenen ve özellikle 360 video sıkıştırma üzerine yoğunlaşan VVC standardının insansız hava araçları, otonom arabalar ve sanal gerçeklik gibi birçok teknololik üründe yoğun bir şekilde kullanılması beklenmektedir. 360 video'nun hesaplama karmaşıklığının 2B video sıkıştırma algoritmalarına göre çok yüksek olması ve bu teknolojinin yoğunlukla taşınabilir cihazlarda kullanılacak olması, düşük enerjili VVC donanım tasarımlarının önemini daha da artırmaktadır. Bu sebeple, yakın gelecekte VVC algoritmalarnın hesaplama karmaşıklığını azaltmak amacıyla yeni teknikler geliştirmek ve düşük enerjili yüksek performanslı VVC donanımları tasarlamak üzerine çalışmayı planlıyorum.