Лекция №3
1. Сжатие полутоновых, черно-белых, цветных изображений. Кодирование изображения с частичной потерей информации.
Сжимаемые изображения предназначены для восприятия человеком или обработки автоматическим устройством. Т.к. при передаче видеоизображения необходимо уменьшить объем передаваемой информации и при этом учитывать особенности восприятия зрительного анализатора, точность восприятия которым ограничена, что позволяет считать некоторые искажения изображений незаметными или незначительными. Все это позволяет сжимать исходное изображение с потерей части малозначительной информации, внося определенные искажения. При восстановлении изображения исключенная информация не восстанавливается, а изображение воспроизводится с погрешностью.
Для оценки качества изображения используются шкалы субъективной оценки качества изображения (шкала качества и шкала ухудшения изображения).
По шкале качества оценивается качество изображения с учетом некоторого множества испытательных изображений.
По шкале ухудшения изображения оценивается степень искажения кодированного изображения по отношению к некодированному исходному изображения.
Числовые оценки качества изображения бывают:
Одномерные (используются для оценки одного изображения).
Двумерные (являются дифференциальным показателем качества изображения до обработки и после).
Двумерные используются при оценке качества сжатого изображения.
Кодирование изображения методом импульсно-кодовой модуляции(икм) и дифференциальной икм(дикм)
При ИКМ сигнал изображения дискретизируется, каждый отсчет квантируется и кодируется двоичным кодом. Каждый из трех цветов обрабатывается независимо от других и потребляет от 6 до 8 бит на отсчет.
Для уменьшения избыточности кодирования сигналов изображения при ИКМ используется ДИКМ. При таком способе модуляции кодируется неполное значение отсчетов, представляющих уровень яркости элементов изображения (пикселей), а разность между текущими и предыдущими отсчетами сигналов соответствует уровню яркости элементов изображения.
Структурная схема цифрового дикм
Входным сигналом в данной схеме является ИКМ-сигнал, неподвижное изображение или последовательности телевизионных кадров. Отсчеты исходных сигналов изображений кодируются методом восьмиразрядной ИКМ. В зависимости от того, как выбираются элементы изображения, по которым выдается предсказание, все системы делятся на группы:
Одномерные;
Двумерные;
Трехмерные.
Кодирование изображения с преобразованием
Это процедура, при которой получаемый с помощью ИКМ видеосигнал до передачи подвергается обратимому преобразованию с последующим квантованием и кодированием. Целью преобразования является превращение статически зависимых элементов изображения в независимые коэффициенты, причем все наиболее важные коэффициенты сосредотачиваются в определенной зоне. Менее значимые коэффициенты преобразования изображения отбрасываются и в результате уменьшается объем исходящих изображений. При сжатии изображения используется преобразователь Фурье, косинусно-синусное преобразование, преобразование Хаара, преобразование Каурена-Лауэна. В результате преобразования создается некоррелированный ряд чисел, называемых трансформантами.
В результате число относительно больших трансформант невелико, в связи с чем они могут быть закодированы, разделены для последующей обработки. Разделение основывается на принципах зонального или порогового разделения.
При зональном разделении отбираются только те трансформанты, которые находятся в заранее определенной зоне (обычно в обл. низких частот).
При пороговом – отбираются трансформанты превышающие некоторый пороговый уровень, после чего происходит квантование и кодирование отобранных трансформант, а остальные приравниваются к нулю.
За счет отбрасывания части трансформант осуществляется сжатие изображения.