Đang tải... (xem toàn văn)
Kĩ thuật nén ảnh theo chuẩn JPEG
Kĩ thuật nén ảnh theo chuẩn JPEG SVTH: NGUYỄN LÊ HƯNG VÕ THANH MẠNH Tìm hiểu chung chuẩn JPEG Phương pháp nén ảnh theo chuẩn JPEG Vai trò phép biến đổi DCT nén ảnh JPEG Giới thiệu chung JPEG viết tắt Joint Phographic Expert Group Được công nhận chuẩn quốc tế năm 1990 phục vụ ứng dụng truyền ảnh cho lĩnh vực y học, khoa học kỹ thuật vv Phương pháp nén JPEG cho hiệu cao, có tỷ lệ nén tới vài chục lần, nhiên ảnh sau giải nén khác với ảnh ban đầu song khác biệt chấp nhận 2 Các mode mã hóa JPEG[1],[2],[3] Mã tuần tự: ảnh mã hóa theo kiểu quét từ trái sang phải,trên xuống dựa khối DCT Mã hóa lũy tiến: quét phức hợp theo chế độ phân giải không gian cho ứng dụng cho kiểu băng hẹp Mã hóa không tổn hao: ảnh đảm bảo khôi phục xác cho giá trị mẫu nguồn Mã hóa phân cấp: ảnh mã hóa chế độ phân giải không gian phức hợp để ảnh có độ phân giải thấp hiển thị mà không cần giải nén 3 Sơ đồ mã hóa giải nén JPEG[1],[2] Ảnh đầu vào ảnh YCrCb YUV Sơ đồ mã hóa giải nén với màu độ chói Quá trình mã hóa:[4] Quantization: lượng tử hóa sử dụng bảng lượng tử Etropy Coding: mã hóa sử dụng RLC Huffman Các bước thực hiện:[1],[2],[3],[4] Ảnh đầu vào phân thành khối 8x8 để tiện xử lý Xử lý màu chuyển không gian màu YCbCr Khối ảnh 8x8 qua giai đoạn biến đổi DCT Quá trình lượng tử hóa dùng bảng lượng tử Quá trình má hóa: sử dụng RLC Huffman mã hóa Ghép khối tạo thành dòng bit 1)Quá trình phân khối:[1],[2] Phân ảnh thành khối 8×8 lấy theo chiều từ xuống dưới, từ trái qua phải Việc phân khối tiện lợi cho việc tính toán thiết kế phần cứng,tăng độ tương quan pixel 2)Biến đổi DCT[1],[3] Phân loại: + DCT chiều + DCT hai chiều a) DCT chiều: Quá trình biến đổi thuận: Quá trình biến đổi ngược: đó: X(k) chuỗi kết x(m) giá trị mẫu m k-chỉ số hệ số khai triển m-chỉ số mẫu N- số mẫu có tín hiệu b) DCT hai chiều đó: f(j,k) - mẫu gốc khối 8×8 pixel F(u,v) - hệ số khối DCT 8×8 u, v = u, v ≠ 3) Lượng tử hóa[1],[2],[3],[4] Nhiệm vụ: mã hóa ma trận đầu vào sau biến đổi DCT thành giá trị mức đặc trưng cho cường độ sáng Quá trình lượng tử hóa coi việc chia hệ số DCT cho bước nhảy lượng tử tương ứng, kết làm tròn xuống số nguyên gần Ở giai đoạn người ta dùng bảng lượng tử Q (u,v) Tùy thuộc vào ứng dụng mà bảng lượng tử khác áp dụng The Luminance Quantization Table The Chrominance Quantization Table 4)Mã hóa:[1],[2],[3],[4] Đầu vào trình mã hóa tách biệt hai thành phần để xử lý DC(hệ số chiều) &AC(hệ số xoay chiều) DC mã hóa theo phương pháp biến đổi xung mã AC xếp lại theo phương pháp Zig-zag nén theo mã loạt dài dùng mã Huffman Ghép khối tạo thành liệu Chuyển liệu mã hóa tệp Hệ số xoay chiều AC Các hệ số AC xếp theo Zig-zag: Tác dụng: tạo nhiều loạt hệ số giống Thông thường hệ số tương ứng tần số cao phần lớn giá trị dẫn đến tạo nhiều dãy hệ số liên tiếp Tiếp đến sử dụng bảng phân loại bảng huffman để mã hóa.[1] Hệ số AC Hệ số DC Xử lý mã hóa 5) Quá trình giải nén[1] Sơ đồ giải nén: Thực chất trình giải nén hoàn toàn ngược với trình nén Giải nén sử dụng hàm biến đổi ngược IDCT, vv Để giải nén cần thông tin: kích thước, ma trận T, hai bảng mã Huffman…vv Tập trung lượng vào số giá trị để giải tương quan tốt nhằm nâng cao tỉ số nén Vai trò chủ yếu giảm độ dư thừa liệu pixel miền tần số cao Ảnh hưởng trực tiếp đến việc cho lại chất lượng ảnh khôi phục tốt hay xấu trình lượng tử hóa Hiệu suất nén đạt tỉ số nén cao hàm giải tương quan giảm đáng kể [1] XLATHA(1) [2] JPEG [3] Multimedia Networking - From Theory to Practice (2009) (Malestrom) [4]Lesson05 Một số tài liệu tham khảo khác: 1/00300_TransformsDCT_DFT ( Giới thiệu DCT DFT) 2/paperCDT(The Discrete Cosine Transform and its Application to Image Compression) 3/DCT (Ưu điểm DCT so với DFT việc nén ảnh) Thanks you!