Лаб 64
.docxМИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное
бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Московский технический университет связи и информатики»
Лабораторная работа №64
«ИССЛЕДОВАНИЕ СПЕКТРАЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ ИЗОБРАЖЕНИЙ.»
Выполнили студенты группы БРМ1901:
Обама Х.С.
Садам И.Г.
Проверил:
Москва 2021
Цель лабораторной работы:
Исследовать влияние параметров двумерных спектральных преобразований и квантования их коэффициентов на характеристики изображений, изучить и сравнить объективные и субъективные методики оценки качества изображений.
Выполнение
Запустите программу из директории "LabFourier".
Выберите размер блоков 4х4.
PSNR=42,5
Дуемка изобратение=5
Целочисленное преобразование
Коэф. |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
PSNR |
42,5 |
42,28 |
40,8 |
37,8 |
33,64 |
29,95 |
24 |
6,67 |
Дуемка |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
4 |
3 |
1 |
Преобразование адамара
Коэф. |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
PSNR |
42,5 |
47,64 |
42,76 |
37,35 |
31,059 |
28,7 |
24,8 |
6,67 |
Дуемка |
5 |
5 |
5 |
4 |
4 |
4 |
3 |
1 |
Косинусное преобразование
Коэф. |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
PSNR |
42,5 |
48,05 |
43,45 |
38,6 |
33,9 |
30 |
24,8 |
6,67 |
Дуемка |
5 |
5 |
5 |
5 |
4 |
4 |
3 |
1 |
Преобразование фурье
Коэф. |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
PSNR |
42,5 |
47,86 |
40,65 |
34,6 |
29,87 |
28 |
24,8 |
6,67 |
Дуемка |
5 |
5 |
5 |
5 |
4 |
4 |
3 |
1 |
Выбираем размер блоков 4x4
Установите коэффициенты квантования в минимальное положение, используя движок под матрицей для получения преобразования без искажения.
Целочисленное преобразование
Коэф. |
|
|
|
|
|
|
|
PSNR |
41,16 |
33,18 |
23,125 |
16,53 |
12,3 |
9,9 |
8,02 |
Дуемка |
5 |
5 |
5 |
5 |
4 |
3 |
1 |
Преобразование адамара
Коэф. |
|
|
|
|
|
|
|
PSNR |
37,6 |
27,5 |
20,8 |
15,66 |
12,09 |
9,95 |
8 |
Дуемка |
5 |
5 |
5 |
4 |
4 |
3 |
1 |
Преобразование фурье
Коэф. |
|
|
|
|
|
|
|
PSNR |
21,27 |
20,6 |
18,77 |
15,02 |
12,4 |
9,95 |
8,016 |
Дуемка |
5 |
5 |
5 |
4 |
4 |
3 |
1 |
Косинусное преобразование
Коэф. |
|
|
|
|
|
|
|
PSNR |
44,7 |
32,14 |
22,65 |
16,36 |
12 |
9,95 |
8,016 |
Дуемка |
5 |
5 |
5 |
4 |
4 |
3 |
1 |
Таблица
Целочисленное преобразование
Коэф. |
|
|
|
|
|
|
|
PSNR |
41,52 |
37,59 |
33,064 |
26,9 |
23,9 |
18,9 |
7,47 |
Дуемка |
5 |
5 |
5 |
5 |
4 |
3 |
1 |
Преобразование адамара
Коэф. |
|
|
|
|
|
|
|
PSNR |
42,7 |
37,027 |
32,1 |
25,25 |
22,086 |
18,66 |
7,47 |
Дуемка |
5 |
5 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
Косинусное преобразование
Коэф. |
|
|
|
|
|
|
|
PSNR |
43,3 |
38,07 |
33,14 |
26,9 |
22,7 |
18,66 |
7,47 |
Дуемка |
5 |
5 |
4 |
4 |
3 |
2 |
1 |
Преобразование фурье
Коэф. |
|
|
|
|
|
|
|
PSNR |
37,447 |
35,471 |
30,436 |
24,26 |
22,135 |
18,66 |
7,47 |
Дуемка |
5 |
5 |
4 |
3 |
3 |
2 |
1 |
Вывод: При исилючении коэффицентов наибольших из частот изображение визуально изменяется несущественно. При циквидации постоянной составляющей изображение пропадает.
10. Для одного любого изображения запишите в таблицу PSNR и оцените изображение по пятибалльной шкале для всех преобразований для всех размеров блоков для 5 различных положений множителя квантования.
Целочисленное преобразование
Множетель кл |
0 |
0,1 |
1 |
5 |
10 |
PSNR |
42,5 |
40,7 |
33,36 |
26,7 |
23,6 |
Дуемка |
5 |
5 |
4 |
3 |
2 |
Преобразование адамара
Множетель кл |
0 |
0,1 |
1 |
5 |
10 |
PSNR |
42,5 |
47,5 |
32,9 |
26 |
23,4 |
Дуемка |
5 |
5 |
4 |
3 |
2 |
Косинусное преобразование
Множетель кл |
0 |
0,1 |
1 |
5 |
10 |
PSNR |
42,5 |
42,5 |
33,6 |
26,4 |
23,5 |
Дуемка |
5 |
5 |
4 |
3 |
2 |
Преобразование фурье
Множетель кл |
0 |
0,1 |
1 |
5 |
10 |
PSNR |
42,5 |
40,5 |
31,2 |
25,2 |
22,8 |
Дуемка |
5 |
5 |
4 |
3 |
2 |
11. Для косинусного преобразования и для преобразования Фурье запишите отношение сигнал/шум и оцените конечное изображение для размеров преобразования 4х4, 8х8, 16х16, 32х32 при наличии и отсутствии составляющей F(0,0) (постоянная составляющая).
Косинусное преобразование
Матрица |
4x4 |
4x4 |
8x8 |
8x8 |
16x16 |
16x16 |
32x32 |
32x32 |
Коэф. |
не |
Без |
не |
Без |
не |
Без |
не |
Без |
PSNR |
49,5 |
6,7 |
49,6 |
6,8 |
49,8 |
6,9 |
49,9 |
7,02 |
Дуемка |
5 |
1 |
4 |
1 |
4 |
1 |
4 |
2 |
Преобразование фурье
Матрица |
4x4 |
4x4 |
8x8 |
8x8 |
16x16 |
16x16 |
32x32 |
32x32 |
Коэф. |
не |
Без |
не |
Без |
не |
Без |
не |
Без |
PSNR |
48,87 |
6,7 |
47,09 |
6,8 |
47,2 |
6,9 |
47,5 |
7 |
Дуемка |
5 |
1 |
4 |
1 |
4 |
2 |
4 |
2 |
13. Используя любое изображение, для всех вариантов преобразований и размеров блоков проведите по 10 испытаний, запишите время преобразования в таблицу.
Преобразование |
Целочисленное |
Адамара |
Косинусное |
Косинусное |
Косинусное |
Косинусное |
фурье
|
фурье
|
фурье
|
фурье
|
Матрица |
4x4 |
4x4 |
4x4 |
8x8 |
16x16 |
32x32 |
4x4 |
8x8 |
16x16 |
32x32 |
Время,мс |
3,9 |
2,5 |
22 |
15 |
20 |
59 |
22 |
30 |
46 |
83 |
Контрольные вопросы
1. Для чего применяются спектральные преобразования в обработке изображений?
2. Сравните ДКП, целочисленное преобразование и преобразование Адамара применительно к видеокомпрессии.
3. По каким соображениям преобразование применяется не ко всему изображению, а к его блокам, назовите основные критерии выбор размера блоков.
4. Покажите, как получить выражение для целочисленного преобразования из ДКП.
5. Перечислите основные виды искажений изображений, возникающие при обработке изображений со спектральным преобразованием, укажите причины их возникновения и способы коррекции.
6. Как проводится субъективная оценка качества изображений?