đồ án: nén ảnh JPEG 2000 sử dụng biến đổi WAVELET

đồ án:nén ảnh JPEG 2000 sử dụng biến đổi WAVELET

án t t nghi p ih c cl c CL C M C L C i THU T NG VI T T T iii DANH M C HÌNH V v L I GI I THI U vi CH NG 1: T NG QUAN V NÉN NH VÀ CHU N NÉN NH JPEG 1.1 Gi i thi u t ng quan v nén nh 1.1.1 Phân lo i k thu t nén 1.1.2 M t s k thu t mã hóa 1.2 Chu n nén JPEG 12 1.2.1 Gi i thi u .12 1.2.2 Bi n i cosin r i c DCT 14 1.2.3 L ng t hóa 19 1.2.4 Quét zig-zag 21 1.2.5 Mã hóa dài thay i VLC 23 1.2.6 Quá trình gi i nén 25 1.2.7 Mã hóa gi i mã JPEG tu n t 28 1.2.8 Nén JPEG y ti n 29 1.3 K t lu n 30 CH NG 2: BI N 2.1 Bi n I WAVELET 31 i Wavelet .31 2.1.1 Bi n i wavelet r i r c 33 2.1.2 Khái ni m phân tích a phân gi i 34 2.1.3 S d ng b l c thu t tốn hình chóp 36 2.2 M r ng i v i tín hi u 2-D 39 2.3 Tri n khai Lifting cho bi n i wavelet r i r c 41 2.3.1 Lifting 43 2.3.2 S ph thu c d li u cho tính tốn Lifting 47 2.4 K t lu n 49 CH NG 3: CHU N JPEG2000 D A TRÊN BI N I WAVELET 50 3.1 Gi i thi u 50 3.1.1 c m JPEG2000 51 3.1.2 Các thành ph n c a chu n JPEG2000 .54 Th H nh – D04VT1 i án t t nghi p 3.2 Các b ih c cl c c th c hi n nén nh 56 3.2.1 Ti n x lý nh 56 3.2.2 Nén 58 3.2.2.1 Bi n i Wavelet r i r c 59 3.2.2.2 L ng t hóa .63 3.2.2.3 Mã hóa theo vùng .64 3.2.2.4 i u n t c 67 3.2.2.5 Mã hóa Entropy (Tier-1 Tier-2) 67 3.3 So sánh JPEG2000 JPEG 80 3.4 K t lu n 81 K T LU N 82 TÀI LI U THAM KH O 83 Th H nh – D04VT1 ii án t t nghi p ih c Thu t ng vi t t t THU T NG VI T T T AC Alternatingg Current Dòng xoay chi u BPC Bit Plane Coder B mã hóa m t ph ng bit CB Code Block Kh i mã CODEC enCOder/DECoder C p mã hóa/gi i mã CWT Continute Wavelet Transform Bi n DC Direct Current Dòng m t chi u DCT Discrete Cosin Transform Bi n DPCM Differential Pulse Code Modulation DTWT Discrete Time Wavelet Transform Bi n i Wavelet th i gian r i r c DWT Decrete Wavelet Transform Bi n i wavelet r i r c EBCOT Embedded Block Coding with Thu t tốn mã hóa cho BPC i Wavelet liên t c i Cosin r i r c i u ch xung mã vi sai optimized Truncation EPH End of Packet Header K t thúc tiêu FDCT Forward Decrete Cosin Transform Bi n FIR Finite Impulse Response ICT I Colour Transform Nhóm nh IDCT High Definition Television Truy n hình ISO/IEC International Standards Organisation/International Electrotechnical Commission T ch c chu n qu c t thu t i n qu c t IWT Interger Wavelet Transform Bi n JPEG Joint Photographic Experts Group Nhóm chun mơn v Th H nh – D04VT1 gói i cosin r i r c thu n áp ng xung h n ch phân gi i cao y ban k i Wavelet nguyên nh iii án t t nghi p ih c Thu t ng vi t t t JPWL JPEG Wireless JPEG cho không dây LSB Least Significant Bit Bit có MJPEG Motion JPEG M t chu n h JPEG MPEG Motion Picture Experts Group Nhóm chuyên môn v phim nh MSB Most Significant Bit Bit có MSE Mean - Squared Error Sai s bình ph PSNR Peak Signal to Noise Ratio T l tín hi u QMF Quardrature mirror filters B l cg RGB Red, Green and Blue Các màu c b n RCT Reversible Colour Transform Bi n RLC Run Length Coding Mã hóa dài ch y RVLC Reversible Variable Length Code Mã hóa dài thay RMSE Root-Mean- Squared Error n b c hai c a sai s trung bình bình ph ng ROI Region of Interest Mã hóa vùng SOP Start of Packet B t VLC Variable Length Code Mã hóa Th H nh – D04VT1 quan tr ng th p nh t quan tr ng cao nh t ng trung bình nh nhi u ng c u ph ng i màu thu n ngh ch i ngh ch u gói dài thay i iv án t t nghi p ih c Danh m c hình v DANH M C HÌNH V Hình 1.1 B mã hóa ngu n, b mã hóa kênh, kênh Hình 1.2 CODEC hình nh ho c video Hình 1.3 minh ho k thu t mã hoá ng – M b ng 10 Hình 1.4 Minh ho trình phân ly b ng bát phân 12 Hình 1.5 Phân ly hai nh m u thành b n b ng 12 Hình 1.6 S mã hóa gi i mã theo JPEG 14 Hình 1.7 Mã hóa kh i 8x8 b ng DCT chi u 17 Hình 1.8 Khai tri n DCT b ng tr ng s Q(u,v) 18 Hình 1.9 Khai tri n DCT cho kh i nh có chói d ng bàn c 19 Hình 1.10 Các ng l ng t cho tín hi u chói màu theo chu n JPEG 20 Hình 1.11 Quét zig-zag h s l ng t hóa DCT 21 Hình 1.12 Q trình mã hóa RLC 22 ng 1.1 Ph m vi giá tr h s nhóm (category) 23 ng 1.2 Ví d b ng Huffman cho h s AC .24 Hình 1.13 S kh i h th ng mã VLC cho h s DC AC 25 Hình 1.14 S kh i h th ng gi i mã JPEG 25 Hình 1.15 Khơi ph c m nh kh i 8x8 27 Hình 1.16 Sai s c a m nh c khôi ph c so v i giá tr ban u 27 Hình 1.17 S kh i mã hóa gi i mã JPEG 28 Hình 1.18 Quá trình gi i mã JPEG l y ti n tu n t 29 Hình 2.1 Hàm wavelet m (t) 32 Hình 2.2 Phân tích tái t o tín hi u wavelet a phân gi i m c s d ng c u trúc b l c hình chóp 38 Hình 2.3 Tính tốn hàng-c t c a DWT 2-D 40 Hình 2.4 M r ng DWT cho tín hi u 2-D .40 Hình 2.5 nh xe p ban u sau m c phân tích; 41 Hình 2.6 Phân tích tái t o tín hi u DWT .43 Hình 2.7 DWT thu n ng c d a Lifting .45 Hình 2.8 S quan h d li u v i h s lifting .48 Hình 3.1 Ki n trúc c a b mã hóa JPEG-2000 50 Hình 3.2 Ví d minh h a kh n ng c a cơng ngh JPEG2000 53 Hình 3.3 Minh h a ki u nén .55 Hình 3.4 S kh i c a thu t toán b mã hóa JPEG2000 lu ng d li u .59 Hình 3.5 L ng t hóa dead-zone 63 Hình 3.6 Mã hóa theo vùng 64 Hình 3.7 M t n ROI 65 Hình 3.8 MAXSHIF 66 Hình 3.9 Ví d c u trúc d li u tag 70 Hình 3.10 C u trúc Quad 71 Hình 3.11 Lu ng bit c t o sau mã hóa 71 Hình 3.12 nh d ng lu ng bit 72 Th H nh – D04VT1 v án t t nghi p ih c L i gi i thi u I GI I THI U Nh ng n m tr l i ây, nén nh ã tr thành công ngh ch y u cho ng d ng t máy tính cá nhân n truy n hình Do s phát tri n m nh m c a Internet nhu c u d ch v d li u m ng nh t d li u a ph ng ti n r t l n nên ã t yêu c u c p thi t v m t ph ng pháp nén nh nh m gi m b t không gian l u tr thông tin truy n thông m ng mà v n m b o v m t hi u su t ch t l ng So v i chu n nén tr c ây nh JPEG, MPEG-1, chu n nén JPEG2000 có nhi u u i m nh tính linh ho t hi u su t cao nh ng tính n ng phù h p cho nhi u ng d ng Vì v y tác gi ã ch n tài cho án t t nghi p c a mình: “Nén nh JPEG2000 s d ng bi n i wavelet” N i dung c a án g m ch ng c trình bày nh sau: Ch ng 1: T ng quan v nén nh nén nh JPEG Ch ng gi i thi u m t cách t ng quan v nén nh, phân lo i k thu t nén nh b c nén nh chu n JPEG Ch ng 2: Bi n i Wavelet M c ích c a ch h c c a bi n i wavelet ng gi i thi u c s toán Ch ng 3: Nén nh s d ng JPEG2000 ây n i dung c a án Ch ng trình bày c m k thu t c s d ng nén nh JPEG2000 c bi t k thu t mã hóa Do th i gian không cho phép ki n th c h n ch nên ch c r ng khơng tránh kh i nh ng thi u sót, tác gi r t mong nh n c s ch b o, góp ý c a th y giáo b n án hoàn thi n h n Xin trân tr ng c m n cô giáo Th c s Nguy n Th Thu H ng, th y cô giáo H c vi n ã h ng d n, giúp su t th i gian h c t p làm án t t nghi p Tôi c ng xin c m n b n l p D2004VT1 ã dành s quan tâm, giúp su t th i gian v a qua Hà N i, ngày 15 tháng 11 n m 2008 Sinh viên th c hi n Th H nh Th H nh – D04VT1 vi án t t nghi p CH ih c Ch ng T ng quan v nén nh… NG 1: T NG QUAN V NÉN NH VÀ CHU N NÉN NH JPEG M c ích c a ch ng gi i thi u chung v nén nh, bao g m khái ni m, phân lo i k thu t c b n c a nén nh, m t s ph ng pháp mã hóa nh : mã hóa d ốn, mã hóa d a phép bi n i, mã hóa b ng Ch bày v m t h th ng nén nh theo chu n JPEG ng c ng trình 1.1 Gi i thi u t ng quan v nén nh S phân tích tín hi u video cho th y có s liên quan ch t ch gi a khung nh liên ti p c b n thân nh ng ph n t nh V m t lý thuy t, vi c gi m s ng quan c a nh ng tín hi u có th d n t i vi c nén b ng t n mà không nh ng k t i phân gi i hình nh H n n a, có th t n d ng nh y c a h th ng th giác c a ng i i v i s m t mát m t s thơng tin có th gi m c nhi u s t ng quan h n Do ó, cơng ngh nén có t n th t có th làm gi m s l ng bit bi u di n v n gi c m t ch t l ch p nh n c Nh v y, nh ng tín hi u mang thơng tin có th c s d ng ng hình nh c nén, t c chuy n sang m t s bi u di n ho c m t d ng mà yêu c u bit h n tín hi u ban u (không nén) M t thi t b ho c ch ng trình dùng nén m t tín hi u m t encoder thi t b hay ch ng trình gi i nén tín hi u m t decoder M t b enCOder/DECoder cg i m t CODEC Hình 1.1 B mã hóa ngu n, b mã hóa kênh, kênh Hình 1.1 th hi n m t ví d n hình v m t CODEC m t ph n c a h th ng truy n thông Thông tin ban u (ch a nén) c mã hố (nén): ó q trình mã hố ngu n Tín hi u ã mã hố ngu n sau ó c ti p t c mã hoá thêm kh n ng ch ng l i (mã hoá kênh) u tiên truy n d n qua m t kênh T i u thu, m t b gi i mã kênh s tách (ho c) s a nh ng l i trình truy n d n m t b Th H nh – D04VT1 án t t nghi p ih c Ch ng T ng quan v nén nh… gi i mã ngu n s gi i nén tín hi u Tín hi u ã c gi i nén có th gi ng h t nh tín hi u ban u (nén khơng t n th t) ho c c ng có th b méo ho c suy bi n theo m t vài cách ó (nén có t n th t) 1.1.1 Phân lo i k thu t nén Nén d li u c chia thành d ng c b n: Nén không t n th t (lossless) nén có t n th t (lossy) i v i d ng nén không t n th t, nh c khôi ph c hoàn toàn gi ng nh g c Tuy nhiên i u ịi h i ph i có thi t b l u tr ng truy n l n Các thu t tốn c a nén khơng t n th t th ng d a vào vi c thay th m t nhóm ký t trùng l p b i m t nhóm ký t c bi t khác ng n h n mà không quan tâm t i ý ngh a c a dòng bit d li u Các ví d c a d ng nén không t n th t nh s d ng RLE (Run Length Encoding), mã hóa Huffman, mã hóa s h c,… i v i d ng nén có t n th t, nh c khôi ph c không gi ng hoàn toàn v i nh g c D ng nén phù h p v i vi c l u tr truy n nh qua m t m ng có b ng thơng h n ch Các d ng nén th ng cho h s nén cao h n, liên quan t i vi c dùng phép bi n i tín hi u t mi n sang mi n khác Các ví d c a bi n i có m t d li u g m: Mã hóa vi sai (Differential Encoding), DCT (Discrete Cosine Transform), l ng t hóa vect (Vector Quantization), … Các tín hi u nh có th c nén l i b i chúng có tính ch t: • Có s t ng quan (d th a) v m t không gian: Trong ph m vi m t b c nh t n t i s t ng quan k gi a i m nh lân c n • Có s t ng quan (d th a) v ph : Các d li u thu c t b c m bi n c a thi t b thu nh n nh t n t i s t ng quan k gi a m u thu, ây s t ng quan v ph • Có s t ng quan (d th a) v th i gian: Trong m t chu i nh, t n t i s t quan gi a ng m nh c a khung (frame) Ngồi có s d th a v mã v tâm sinh lý Thông th ng CODEC c thi t k v i m c ích mã hố nén d li u có ch a s d th a t nh Ví d , ký t m t file v n b n xu t hi n v i nh ng t n s khác nhau: ti ng Anh, ch E, T A xu t hi n th ng xuyên h n ch Q, Z X i u t o kh n ng nén m t file v n b n thông qua vi c bi u di n ký t xu t hi n th ng xuyên b ng mã ng n ký t xu t hi n không th ng xuyên b ng mã dài Th H nh – D04VT1 án t t nghi p ih c Ch ng T ng quan v nén nh… n (nguyên lý c s d ng mã hoá Huffman) Vi c nén c t o b i vi c làm gi m s th a t nh file v n b n Lo i CODEC c s d ng cho m c ích c bi t n CODEC entropy Mơ hình ngu n s khai thác c tính c a d li u hình nh bi u di n d i m t d ng có th nén b i m t b mã hố entropy Hình 1.2 th hi n m t thi t k c b n c a m t CODEC hình nh ho c video bao g m m t mơ hình ngu n m t b mã hố/gi i mã entropy Hình 1.2 CODEC hình nh ho c video 1.1.2 M t s k thu t mã hóa a) Mã hóa d ốn: i v i mã hoá d oán (predictive coding) giá tr mang thông tin ã cg i hay ang s n có s c s d ng d ốn giá tr khác, ch mã hoá s sai l ch gi a chúng Ph ng pháp n gi n r t phù h p v i vi c khai thác c tính c c b c a b c nh K thu t DPCM m t ví d n hình c a ph ng pháp u Trong ph ng pháp mã hoá d oán, sai l ch nh g c nh d oán v n có ý ngh a (cịn s d ng b c ti p theo) sau l ng t hố, u làm cho ph ng pháp mã hố d ốn có nhi u d li u c truy n i h n so v i ph ng pháp mã hố bi n i b) Mã hóa d a phép bi n i: Mã hoá d a phép bi n i (transform based coding) th c hi n nh sau: tr c tiên th c hi n phép bi n i v i nh chuy n s bi u di n nh t mi n không gian sang m t mi n bi u di n khác Các phép bi n i th ng dùng là: DCT - bi n i Cosine r i r c, DWT - bi n i Wavelet r i r c ti p ó th c hi n mã hố i v i h s bi n i Ph ng pháp có hi u su t nén cao h n r t nhi u so v i ph ng pháp nén d ốn b i phép bi n i (s d ng thu c tính nén n ng ng c a mình) ã gói g n toàn b n ng l ng b c nh ch b ng m t s h s , s l n h s l i có ý ngh a lo i b sau l ng t hoá nh v y Th H nh – D04VT1 án t t nghi p ih c Ch ng T ng quan v nén nh… ng d li u ph i truy n nh i r t nhi M t phép bi n i m t hàm toán h c c s d ng bi n i m t t p giá tr thành m t t p giá tr khác t o m t cách bi u di n m i cho m t ngu n tin T t c phép bi n i mà nh trình b y d i ây u khơng t n hao (lossless); v i s xác c a phép tốn s h c phép bi n i v n b o t n c xác b t k m c Nh ng h u h t k thu t mã hoá u có t n hao b c l ng t hố có s làm trịn giá tr cho h s phép bi n i Các k thu t mã hoá d a phép bi n i c s d ng nén nh + K thu t mã hoá d a phép bi n i cosine r i r c – DCT + K thu t mã hoá d a phép bi n i DWT c) Mã hóa b ng con: t ng c a k thu t mã hoá b ng là: nh cl ym u u vào c phân ly thành b ng t n khác (g i tín hi u b ng con) Yêu c u c a k thu t làm th b ng không b ch ng chéo lên Hình 1.3 Th H nh – D04VT1 minh ho k thu t mã hoá ng – M b ng 10 án t t nghi p ih c Ch ng Chu n JPEG2000 d a bi n i Wavelet Cây Tag có c u trúc d li u quad – xây d ng khung bi u di n thông tin k thu t mã hóa Tier-2 Tiêu file nén c a chu n JPEG2000 l n h n JPEG mang nhi u thông tin quan tr ng K thu t mã hóa Tag h tr bi u di n thơng tin tóm t t kh i layer cho m i kh i mã bao c n m tiêu c a file nén Mã hóa Tag c b n C u trúc d li u c b n: Cây Tag bi u di n m t hàng 2-D s nguyên không âm theo c u trúc phân c p Xem xét hàng s nguyên 2-D có kích th c 6×3 hình 3.9 (a) m t ví d Hình 3.9(b)- (d) m c phân gi i th p h n Các ph n t m t hàng m c n c c u thành b ng cách ch n giá tr nh nh t c a m i hàng 2×2 (ngòai ph n t biên) t hàng 2-D m c n+1 nh minh h a hình 3.9 Ví d ph n t hàng m c (hình 3.11(b) c t o t hàng m c (hình 3.9(a)) nh sau T ng t , ph n t hàng m m c 1(hình 3.9 (c)) m c (hình 3.9(b)) nh sau c t o t hàng Và q0(1,0)= {q1(0,0), q1(1,0)}= Hình 3.10 bi u di n nén c a hình 3.9 c u trúc d li u quad Các node ch a ph n t t hàng 2-D ban u (Hình 3.9 (a)) node internal bi u di n thành ph n c a hàng reduced dimension t i m c khác hình 3.9 (b)-(d) Chú ý qi(x,y) giá tr c a node v trí th (x+1) t bên trái sang v trí (y+1) t nh c a hàng 2-D, m c th i M c m c th p nh t, ch a node g c C u trúc d li u quad c u trúc d li u c b n c a mã hóa Tag Th t c mã hóa c b n: th t c mã hóa r t n gi n M i node c mã hóa b ng d number of 0’s followed by a 1, ó d s sai khác gi a node hi n t i node Th H nh – D04VT1 69 án t t nghi p ih c Ch ng Chu n JPEG2000 d a bi n i Wavelet cha c a V i node g c, node cha c coi có gía tr Tuy nhiên node m c cao h n s khơng c mã hóa cho t i node cha c a chúng m c th p h n c mã hóa tồn b Hàng u tiên c a b ng hình 3.11 th hi n m t ph n lu ng bit t o t ví d hình 3.9 hàng th hai b ng minh h a node c mã hóa t ng ng Ví d , mã hóa cho giá tr q3(0,0) 01111 Hai bit u tiên (01) cho bi t giá tr c a node g c q0(0,0) Bit th ba (1) cho bi t giá tr node q 1(0,0) c ng b ng Bit th t (1) cho bi t giá tr c a node q2(0,0) c ng b ng Và bit cu i (1) ch giá tr node ích q3(0,0) b ng Mã hóa node ti p theo q3(1,0) s 001 Do t t c node cha c a q3(1,0) ã c mã hóa, hai bit u tiên (00) cho bi t s khác gi a node hi n t i q 3(0,0) node cha c a q2(0,0) Qúa trình ti p t c cho c array 2-D theo th t quét raster ( ph i t i trái xu ng d i) nh d ng lu ng bit Hình 3.9 Ví d c u trúc d li u tag Th H nh – D04VT1 70 án t t nghi p ih c Ch ng Chu n JPEG2000 d a bi n i Wavelet Hình 3.10 C u trúc Quad Hình 3.11 Lu ng bit c t o sau mã hóa Chu n a th t m c nh progressive nh sau: layerphân gi i- thành ph n- v trí Hình 3.12 (a) minh h a ví d nh thành ph n n áp d ng phân tích DWT hai m c phân chia thành 16 kh i mã Nh minh h a hình 3.12 (b), gi s t t c kh i mã (CB1-CB16) có b n m t ph ng bit ( BP4 th hi n m t ph ng MSB); ch S, M C t ng ng ký hi u c a lu ng bit t o b i significance propagation pass, magnitude refinement pass, cleanup pass Các lu ng bit t o t kh i m phân gi i th p nh t (CB1) c phát i tr c, sau ó lu ng bit t (CB2, CB3, CB4) lu ng bit phân gi i (CB5-CB16) Th H nh – D04VT1 phân gi i 71 án t t nghi p ih c Mã hóa thơng tin tiêu Ch ng Chu n JPEG2000 d a bi n Hình 3.12 gói: i Wavelet nh d ng lu ng bit T t c lu ng bit nén t m t tile, layer, phân gi i, thành ph n c ch a m t gói Thơng tin tiêu gói d li u gói c c u trúc d a th t tham gia c a b ng LL, HL, LH HH Tiêu gói ch a thơng tin sau: Th H nh – D04VT1 72 án t t nghi p ih c Ch ng Chu n JPEG2000 d a bi n i Wavelet + Gói chi u dài zero: c mã hóa s d ng m t bit, giá tr th hi n m t gói chi u dài zero giá tr cho bi t gói chi u dài nonzero + Thơng tin thêm vào: Tag s layer +S l c mã hóa v i m t Tag riêng Gía tr ng m t ph ng bit, s d ng h s t kh i mã Cây Tag th hai dùng xác nh s l ng m t ph ng bit cho mã hóa thơng tin + S l ng b ng mã hóa (coding pass) cho m i kh i mã gói S ng c mã hóa s d ng t mã nh minh h a b ng + Chi u dài (b ng byte) c a lu ng bit cho m t kh i mã T mã cho s l ng b ng mã hóa c a m i kh i mã mã dài bi n i T 37 t i 164 có bit 1111 11111 ti n t theo sau bit nh ph n bù t 37 T t i 36 có b n bit 1111, theo sau ti n t bit bi u di n t Ví d : minh h a mã hóa Tier-2, ta nén m t thành ph n n nh nh 80×60 v i kích th c kh i mã 32 ×32, DWT hai m c, phân gi i m c ba, layer n không chia tile T ng s g m ba gói v i ch s 0, 1, Kích th c c a file nén 3202 byte Thi t l p ánh d u EPH ( k t thúc gói), ó có th th y ng biên c a m t tiêu gói (t SOP t i EPH) lu ng bit nén Th H nh – D04VT1 73 án t t nghi p ih c Th H nh – D04VT1 Ch ng Chu n JPEG2000 d a bi n i Wavelet 74 án t t nghi p ih c Ch ng Chu n JPEG2000 d a bi n i Wavelet Tiêu gói u tiên v i s ch s chu i ch ch a thông tin cho b ng LL2, b t u byte 92 v i d u hi u b t u gói (SOP) FF 91, có th c gi i mã nh sau LL2 v i kh i mã 1×1 Tiêu gói th hai v i s ch s tu n t ch a thông tin c a ba b ng khác HL2, LH2, HH2 c gi i mã nh sau: Th H nh – D04VT1 75 án t t nghi p ih c Th H nh – D04VT1 Ch ng Chu n JPEG2000 d a bi n i Wavelet 76 án t t nghi p Tiêu ih c Ch ng Chu n JPEG2000 d a bi n i Wavelet gói th ba v i s ch s tu n t ch a thông tin c a ba b ng l i HL1, LH1 HH1 Th H nh – D04VT1 c gi i mã nh sau: 77 án t t nghi p ih c Ch ng Chu n JPEG2000 d a bi n i Wavelet HL1 v i kh i mã ×1 LH v i kh i mã ×1 Th H nh – D04VT1 78 án t t nghi p ih c Ch ng Chu n JPEG2000 d a bi n i Wavelet HH1 v i kh i mã ×1 Th H nh – D04VT1 79 án t t nghi p ih c Ch ng Chu n JPEG2000 d a bi n i Wavelet 3.3 So sánh JPEG2000 JPEG Khác v i JPEG hay chu n nén nh khác, JPEG2000 a c hai k thu t nén có t n th t không t n th t theo m t c ch mã hóa V i JPEG c ch mã hóa v i hai d ng khác khó s d ng c hai d ng lúc cho m t ng d ng Th ng kê cho th y v i m t t l nén m t lo i nh nh nén b i JPEG2000 cho ch t l ng t t h n so v i JPEG Trong d ng nén có t n th t thơng tin, JPEG2000 (có th lên t i 200:1) so v i JPEG JPEG2000 có th hi n th nh v m t nh nén, u JPEG không th ây ph i nén nhi u l n thu c ch t JPEG2000 ch c n nén m t l n ch t l d ng a t l nén cao h n nhi u i phân gi i kích th c khác t th c hi n c Các chu n nén nh tr c l ng v i t ng l n nén khác V i ng nh ph thu c vào yêu c u c a ng M t u i m c a JPEG2000 n a tính n ng mã hóa theo vùng ROI kh ng khôi ph c l i Th H nh – D04VT1 80 án t t nghi p ih c Ch ng Chu n JPEG2000 d a bi n i Wavelet 3.4 K t lu n Ch ng ã gi i thi u t ng quát v chu n JPEG2000 cho nén nh, nh ng c tính n i b t, nh ng u i m so v i JPEG c ng nh nguyên lý thu t toán c b n c a h th ng mã hóa lõi Tồn b h th ng nén có th chia thành ba ph n: ti n x lý, nén nh d ng lu ng bit nén Trong ch c n ng ti n x lý bao g m vi c tiling nh u vào, d ch m c DC bi n i a thành ph n Các v n tính tốn bi n i Wavelet r i r c bao g m m r ng i x ng biên c a tín hi u i v i c nén t n th t không t n th t Trong mô hình nén t n th t, áp d ng k thu t l ng t hóa vơ h ng deadzone cho h s wavelet Mã hóa vùng tr ng tâm cho phép m i vùng c a nh c mã hóa v i nhi u c p xác khác Mã hóa entropy vi c t o lu ng bit nén JPEG2000 c chia thành hai b c mã hóa: mã hóa Tier1 Tier Mã hóa Tier d a vào k thu t mã hóa m t ph ng bit phân an (EBCOT) mã hóa s h c nh phân t ng thích (adaptive binary arithmetic coding) (b mã hóa MQ) K thu t mã hóa Tier-2 s d ng thu t tốn mã hóa Tag Mã hóa Tag n n t ng mã hóa thơng tin layer kh i mã tiêu file nén Th H nh – D04VT1 81 án t t nghi p ih c K t lu n T LU N án ã trình bày m t cách t ng quan v nguyên t c nén nh, trình nén nh JPEG t nh n nh ban u t i nén gi i nén khôi ph c l i hình nh Tác gi c ng gi i thi u p ng pháp bi n i Wavelet k thu t x lý nh c bi t tìm hi u k v k thu t nén nh chu n JPEG2000 ây chu n nén ã c công nh n chu n qu c t , ang r t c quan tâm ti p t c nghiên c u phát tri n Trong nén nh s d ng chu n JPEG2000, án gi i thi u v b c k thu t s d ng cho h th ng nén c ng nh m t s c tính n i b t mang l i hi u qu nhi u l nh v c ng d ng JPEG2000 c coi chu n nén linh ho t v i hi u su t cao tính n ng nh x lý vùng nén, truy c p ng u nhiên, nh tr c kích th c, mã hóa vùng… N n t ng c a ph ng pháp nén nh JPEG2000 ph ng pháp bi n i Wavelet k t h p v i k thu t ti n x lý, k thu t nén (bi n i tín hi u DWT, l ng t hóa cho m i b ng con, mã hóa entropy g m hai b c: mã hóa Tier-1 nh m mã hóa kh i mã m t cách c l p mã hóa Tier-2 mã hóa d a Tag) t ng hi u qu nén k t h p u n ng biên i u n t c ng phát tri n nghiên c u: Ø án m i c p n nén nh JPEG2000 s d ng bi n i Wavelet cho nh t nh Nh ng u i m c a Wavelet n có th áp d ng cho r t nhi u ng d ng cho nén video Ø Tìm hi u sâu kh n ng ch u l i bit, b o m t nh, x lý vùng nén truy nh p ng u nhiên ph ng pháp nén nh s d ng JPEG2000 Ø Kh n ng s a l i (ch u l i), dò s a l i m i kh i mã c a chu n nén JPEG2000 r t c n thi t cho truy n nh qua kênh truy n có nhi u Và ây c tính phù h p cho ng d ng d li u a ph thông tin di ng Th H nh – D04VT1 ng ti n 82 án t t nghi p ih c Tài li u tham kh o TÀI LI U THAM KH O [1] Tinku Acharya, Ping- Sing Tsai.“JPEG2000 Standard for Image Compression Concepts, Algorithms and VLSI Architectures”, John Wiley & Sons, 2005 [2] Rafael C.Gonzalez, Richard E.Woods “Digital Image Processing”, Prentice Hall, 2002 [3] Michael David Adams, “JPEG2000- The next standard for still image compressing”, 12/2002 [4] Raman Arora, “Wavelet, Compression and Denoising”, 4/2004 [5] Ng c Anh, “Nén nh s d ng bi n i wavelet ng d ng d ch v d li u a ph ng ti n di ng”, lu n v n th c s khoa h c i h c Bách Khoa Hà N i, 2006 [6] Nguy n M u H i, “Bi n i Wavelet ng d ng” HCTC D06 H c vi n Công Ngh B u Chính Vi n Thơng 2007 [6] Nguy n H u Phát, “Nén nh h c án t t nghi p ng dùng Wavelet”, lu n v n th c s khoa i h c Bách Khoa Hà N i, 2005 Th H nh – D04VT1 83 ... ng Bi n i Wavelet I WAVELET Ch ng tr c ã gi i thi u v chu n nén JPEG v i phép bi n i DCT Tuy nhiên nén nh hi u qu h n, y ban JPEG ã a m t chu n nén nh m i JPEG2 000 v i n n t ng bi n i Wavelet ph... ? ?Nén nh JPEG2 000 s d ng bi n i wavelet? ?? N i dung c a án g m ch ng c trình bày nh sau: Ch ng 1: T ng quan v nén nh nén nh JPEG Ch ng gi i thi u m t cách t ng quan v nén nh, phân lo i k thu t nén. .. 0.25 bit/pixel) so v i JPEG baseline V i ch t l ng nh nh JPEG2 000 có kh n ng nén cao h n JPEG - D i pixel r ng linh ho t: Các h th ng tuân theo chu n JPEG2 000 có th nén gi i nén nh v i d i ng r