các kĩ thuật nâng cao chất lượng và nén hình ảnh

Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục MỤC LỤC MỤC LỤC I DANH MỤC HÌNH VẼ IV DANH MỤC BẢNG BIỂU VIII THUẬT NGỮ VIẾT TẮT XII LỜI NÓI ĐẦU A CHƯƠNG 1 1 TỔNG QUAN ẢNH SỐ VÀ CÁC KĨ THUẬT NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ẢNH 1 1.1 TỔNG QUAN VỀ ẢNH SỐ 1 1.2 CÁC KĨ THUẬT NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ẢNH 1 1.2.1 Biến đổi mức xám 1 1.2.1.1 Biến đổi âm bản 2 1.2.1.2 Biến đổi log 2 1.2.1.3 Biến đổi hàm mũ 3 1.2.1.4 Giãn độ tương phản 3 1.2.1.5 Kĩ thuật cắt theo mức 4 1.2.2 Cân bằng mức xám 4 1.2.3 So sánh mức xám 6 1.2.4 Chèn nhiễu 6 1.2.5 Lọc ảnh 6 1.2.5.1 Lọc làm mịn ảnh 7 a. Lọc không gian tuyến tính 8 b. Lọc không gian phi tuyến 8 c. Lọc trung bình 8 d. Lọc thông thấp miền tần số 9 1.2.5.2 Lọc sắc nét ảnh 9 a. Lọc thông cao 9 b. Lọc tần số từ không gian 10 1.2.5 Các kĩ thuật làm nổi đường biên ảnh 10 1.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 10 CHƯƠNG 2 12 CÁC KĨ THUẬT NÉN ẢNH 12 2.1 TỔNG QUAN VỀ NÉN ẢNH 12 2.1.1 Giới thiệu chung về nén ảnh số 12 2.1.2 Sơ đồ khối hệ thống nén ảnh điển hình 13 2.1.3 Phân loại các kỹ thuật nén 13 Nguyễn Phương Hiền – D04VT2 i Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục 2.1.4 Các nguyên tắc khi nén ảnh 14 2.1.5 Dư thừa số liệu 14 2.1.5.1 Dư thừa mã (Coding Redundancy) 15 2.1.5.2 Dư thừa trong pixel ( Interpixel Redudancy) 16 2.1.5.3 Dư thừa tâm sinh lý (Psychovisual Redudancy) 16 2.1.6 Giới thiệu một số kỹ thuật sử dụng trong nén ảnh 17 2.1.6.1 Mã hoá dựa trên phép biến đổi DCT 17 a. Biến đổi DCT thuận và nghịch 17 b. Lượng tử và giải lượng tử 19 c. Mã hóa và giải mã 19 2.1.6.2 Kỹ thuật mã hoá băng con 20 a. Ý tưởng mã hoá băng con 20 b. Mã hoá băng con 20 2.1.6.3 Biến đổi Wavelet trong nén ảnh 22 a. Biến đổi Wavelet 1-D 23 b. Biến đổi Wavelet rời rạc 2-D 24 2.1.7 Các tiêu chuẩn nén ảnh 26 2.2. GIỚI THIỆU JPEG VÀ JPEG2000 26 2.2.1 JPEG 26 2.2.1.1 Giới thiệu sơ lược 26 2.2.1.2 Sơ đồ khối 27 2.2.2 JPEG2000 28 2.2.2.1 Giới thiệu sơ lược 28 2.2.2.2 Sơ đồ khối bộ mã hóa và bộ giải mã JPEG 2000 28 2.2.3 So sánh JPEG và JPEG2000 29 2.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 31 CHƯƠNG 3 32 CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG 32 3.1 NGÔN NGỮ MATLAB 32 3.1.1 Sơ lược lịch sử Matlab 32 3.1.2 Đặc điểm của Matlab và các ứng dụng 34 3.2 CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG SỬ DỤNG MATLAB 35 3.2.1 Giao diện chương trình mô phỏng 35 3.2.2 Nâng cao chất lượng ảnh 36 3.2.2.1 Biến đổi mức xám 36 a. Biến đổi mức xám sử dụng hàm imadjust 37 b. Biến đổi âm bản 38 c. Biến đổi log 39 Nguyễn Phương Hiền – D04VT2 ii Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục d. Biến đổi hàm mũ 39 e. Biến đổi giãn độ tương phản 40 f. Kĩ thuật cắt theo mức 41 3.2.2.2 Cân bằng mức xám 41 3.2.2.3 So sánh mức xám 42 3.2.2.4 Chèn nhiễu 43 3.2.2.5 Lọc ảnh 44 a. Lọc làm mịn ảnh 45 b. Lọc sắc nét ảnh 51 3.2.2.6 Các kĩ thuật làm nổi đường biên ảnh 53 3.2.3 Nén ảnh 54 3.2.3.1 Nén ảnh dùng mã hóa Huffman 54 3.2.3.2 Nén ảnh dùng mã dự đoán không tổn thất 54 3.2.3.3 Nén ảnh JPEG dùng biến đổi DCT 54 3.2.3.4 JPEG2000 55 3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 56 KẾT LUẬN 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 Nguyễn Phương Hiền – D04VT2 iii Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục hình vẽ DANH MỤC HÌNH VẼ MỤC LỤC I DANH MỤC HÌNH VẼ IV DANH MỤC BẢNG BIỂU VIII THUẬT NGỮ VIẾT TẮT XII LỜI NÓI ĐẦU A CHƯƠNG 1 1 TỔNG QUAN ẢNH SỐ VÀ CÁC KĨ THUẬT NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ẢNH 1 1.1 TỔNG QUAN VỀ ẢNH SỐ 1 1.2 CÁC KĨ THUẬT NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ẢNH 1 1.2.1 Biến đổi mức xám 1 1.2.1.1 Biến đổi âm bản 2 Hình 1.1 Biến đổi âm bản [7] 2 1.2.1.2 Biến đổi log 2 Hình 1.2 Đồ thị hàm log 3 1.2.1.3 Biến đổi hàm mũ 3 Hình 1.3 Đồ thị hàm mũ 3 1.2.1.4 Giãn độ tương phản 3 Hình 1.4 Biến đổi giãn độ tương phản 4 1.2.1.5 Kĩ thuật cắt theo mức 4 Hình 1.5 Đồ thị kĩ thuật cắt theo mức 4 1.2.2 Cân bằng mức xám 4 Hình 1.6 Biểu đồ hàm s = T(r) 5 1.2.3 So sánh mức xám 6 1.2.4 Chèn nhiễu 6 1.2.5 Lọc ảnh 6 Hình 1.7 Cơ chế lọc không gian 7 1.2.5.1 Lọc làm mịn ảnh 7 a. Lọc không gian tuyến tính 8 b. Lọc không gian phi tuyến 8 c. Lọc trung bình 8 d. Lọc thông thấp miền tần số 9 1.2.5.2 Lọc sắc nét ảnh 9 a. Lọc thông cao 9 b. Lọc tần số từ không gian 10 1.2.5 Các kĩ thuật làm nổi đường biên ảnh 10 Nguyễn Phương Hiền – D04VT2 iv Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục hình vẽ Hình 1.8 Đường biên của ảnh 10 1.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 10 CHƯƠNG 2 12 CÁC KĨ THUẬT NÉN ẢNH 12 2.1 TỔNG QUAN VỀ NÉN ẢNH 12 2.1.1 Giới thiệu chung về nén ảnh số 12 2.1.2 Sơ đồ khối hệ thống nén ảnh điển hình 13 Hình 2.1 Sơ đồ khối một hệ thống nén ảnh điển hình 13 2.1.3 Phân loại các kỹ thuật nén 13 2.1.4 Các nguyên tắc khi nén ảnh 14 2.1.5 Dư thừa số liệu 14 2.1.5.1 Dư thừa mã (Coding Redundancy) 15 2.1.5.2 Dư thừa trong pixel ( Interpixel Redudancy) 16 Hình 2.2 Mô hình mã hóa dự đoán không tổn thất bao gồm bộ mã hóa và bộ giải mã 16 2.1.5.3 Dư thừa tâm sinh lý (Psychovisual Redudancy) 16 2.1.6 Giới thiệu một số kỹ thuật sử dụng trong nén ảnh 17 2.1.6.1 Mã hoá dựa trên phép biến đổi DCT 17 Hình 2.3 Sơ đồ mã hóa và giải mã dùng biến đổi DCT [4] 17 a. Biến đổi DCT thuận và nghịch 17 Hình 2.4 Các bước của quá trình mã hóa biến đổi DCT đối với 1 khối [4] 18 b. Lượng tử và giải lượng tử 19 c. Mã hóa và giải mã 19 2.1.6.2 Kỹ thuật mã hoá băng con 20 a. Ý tưởng mã hoá băng con 20 b. Mã hoá băng con 20 Hình 2.5 a) Băng lọc phân tích; b) Hai bộ lọc thông thấp và thông cao c) Phần vùng trong miền tần số; d) Băng lọc tổng hợp 21 2.1.6.3 Biến đổi Wavelet trong nén ảnh 22 a. Biến đổi Wavelet 1-D 23 Hình 2.6 Sơ đồ khối phân tích tín hiệu mức j 23 Hình 2.7 Sơ đồ biến đổi ngược Wavelet mức j 24 b. Biến đổi Wavelet rời rạc 2-D 24 Hình 2.8 Sơ đồ phân tích Wavelet rời rạc 2-D 25 b. Biến đổi ngược Wavelet 2-D 25 Hình 2.9 Sơ đồ biến đổi ngược Wavelet rời rạc 2-D 25 2.1.7 Các tiêu chuẩn nén ảnh 26 2.2. GIỚI THIỆU JPEG VÀ JPEG2000 26 2.2.1 JPEG 26 2.2.1.1 Giới thiệu sơ lược 26 Nguyễn Phương Hiền – D04VT2 v Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục hình vẽ 2.2.1.2 Sơ đồ khối 27 Hình 2.10 Sơ đồ khối bộ mã hóa và giải mã JPEG dựa trên biến đổi DCT 27 2.2.2 JPEG2000 28 2.2.2.1 Giới thiệu sơ lược 28 2.2.2.2 Sơ đồ khối bộ mã hóa và bộ giải mã JPEG 2000 28 Hình 2.11 Sơ đồ khối bộ mã hóa và bộ giải mã JPEG 2000 28 2.2.3 So sánh JPEG và JPEG2000 29 Hình 2.12 So sánh JPEG, JPEG2000 29 Bảng 2.1 Số bit mỗi pixel 30 Hình 2.13 Tỉ lệ nén của JPEG2000 và JPEG 30 Hình 2.14 Minh hoạ tính năng ROI 31 2.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 31 CHƯƠNG 3 32 CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG 32 3.1 NGÔN NGỮ MATLAB 32 3.1.1 Sơ lược lịch sử Matlab 32 3.1.2 Đặc điểm của Matlab và các ứng dụng 34 3.2 CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG SỬ DỤNG MATLAB 35 3.2.1 Giao diện chương trình mô phỏng 35 Hình 3.1 Giao diện chương trình nâng cao chất lượng và nén ảnh 36 3.2.2 Nâng cao chất lượng ảnh 36 3.2.2.1 Biến đổi mức xám 36 Hình 3.2 Giao diện chương trình biến đổi ảnh xám 37 a. Biến đổi mức xám sử dụng hàm imadjust 37 Hình 3.3 Đồ thị của các giá trị trong hàm imadjust 38 b. Biến đổi âm bản 38 Hình 3.4 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh âm bản 39 c. Biến đổi log 39 Hình 3.5 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh biến đổi hàm log 39 d. Biến đổi hàm mũ 39 Hình 3.6 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh biến đổi hàm mũ 40 e. Biến đổi giãn độ tương phản 40 Hình 3.7 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh giãn độ tương phản 40 f. Kĩ thuật cắt theo mức 41 Hình 3.8 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh cắt theo mức không nền – (c) Ảnh cắt theo mức có nền 41 3.2.2.2 Cân bằng mức xám 41 Hình 3.9 (a) Ảnh gốc – (b) Biểu đồ ảnh gốc – (c) Ảnh cân bằng – (d) Biểu đồ của ảnh cân bằng 42 3.2.2.3 So sánh mức xám 42 Hình 3.10 Hai ảnh xám gần giống nhau 42 Nguyễn Phương Hiền – D04VT2 vi Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục hình vẽ Hình 3.11 Ảnh xám thu được trước và sau khi cân bằng (từ trái qua phải) 43 3.2.2.4 Chèn nhiễu 43 Hình 3.12 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh chèn nhiễu salf & pepper 43 3.2.2.5 Lọc ảnh 44 Hình 3.13 Giao diện chương trình mô phỏng các phương pháp chèn nhiễu và lọc nhiễu 45 a. Lọc làm mịn ảnh 45 Bảng 3.1 Các bộ lọc đặc biệt 45 Hình 3.14 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh chèn nhiễu salt & pepper – (c) Ảnh lọc sử dụng ma trận H – (d) Ảnh lọc sử dụng bộ lọc trung bình 47 Hình 3.15 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh thu được nhờ bộ lọc Laplace có giá trị -4 ở chính giữa – (c) Ảnh thu được nhờ bộ lọc Laplace có giá trị -8 ở chính giữa 48 Hình 3.16 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh chèn nhiễu salt & pepper – (c) Ảnh lọc không gian phi tuyến 49 Hình 3.17 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh chèn nhiễu salt & pepper – (c) Ảnh lọc trung vị 3x3 50 Hình 3.18 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh chèn nhiễu – (c) Ảnh lọc trung bình 50 Hình 3.19 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh chèn nhiễu salt & pepper– (c) Ảnh lọc thông thấp 51 b. Lọc sắc nét ảnh 51 Hình 3.20 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh chèn nhiễu poisson – (c) Ảnh lọc thông cao cơ bản 51 Hình 3.21 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh chèn nhiễu salt & pepper – (c) Ảnh lọc emphasis cao tần – (d) Ảnh lọc sau khi cân bằng mức xám 52 Hình 3.22 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh chèn nhiễu poisson – (c) Ảnh lọc tần số từ không gian 53 3.2.2.6 Các kĩ thuật làm nổi đường biên ảnh 53 3.2.3 Nén ảnh 54 3.2.3.1 Nén ảnh dùng mã hóa Huffman 54 3.2.3.2 Nén ảnh dùng mã dự đoán không tổn thất 54 3.2.3.3 Nén ảnh JPEG dùng biến đổi DCT 54 Hình 3.23 Giao diện nén ảnh JPEG và JPEG2000 55 3.2.3.4 JPEG2000 55 3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 56 KẾT LUẬN 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 Nguyễn Phương Hiền – D04VT2 vii Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục bảng biểu DANH MỤC BẢNG BIỂU MỤC LỤC I DANH MỤC HÌNH VẼ IV DANH MỤC BẢNG BIỂU VIII THUẬT NGỮ VIẾT TẮT XII LỜI NÓI ĐẦU A CHƯƠNG 1 1 TỔNG QUAN ẢNH SỐ VÀ CÁC KĨ THUẬT NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ẢNH 1 1.1 TỔNG QUAN VỀ ẢNH SỐ 1 1.2 CÁC KĨ THUẬT NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ẢNH 1 1.2.1 Biến đổi mức xám 1 1.2.1.1 Biến đổi âm bản 2 Hình 1.1 Biến đổi âm bản [7] 2 1.2.1.2 Biến đổi log 2 Hình 1.2 Đồ thị hàm log 3 1.2.1.3 Biến đổi hàm mũ 3 Hình 1.3 Đồ thị hàm mũ 3 1.2.1.4 Giãn độ tương phản 3 Hình 1.4 Biến đổi giãn độ tương phản 4 1.2.1.5 Kĩ thuật cắt theo mức 4 Hình 1.5 Đồ thị kĩ thuật cắt theo mức 4 1.2.2 Cân bằng mức xám 4 Hình 1.6 Biểu đồ hàm s = T(r) 5 1.2.3 So sánh mức xám 6 1.2.4 Chèn nhiễu 6 1.2.5 Lọc ảnh 6 Hình 1.7 Cơ chế lọc không gian 7 1.2.5.1 Lọc làm mịn ảnh 7 a. Lọc không gian tuyến tính 8 b. Lọc không gian phi tuyến 8 c. Lọc trung bình 8 d. Lọc thông thấp miền tần số 9 1.2.5.2 Lọc sắc nét ảnh 9 a. Lọc thông cao 9 b. Lọc tần số từ không gian 10 1.2.5 Các kĩ thuật làm nổi đường biên ảnh 10 Hình 1.8 Đường biên của ảnh 10 Nguyễn Phương Hiền – D04VT2 viii Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục bảng biểu 1.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 10 CHƯƠNG 2 12 CÁC KĨ THUẬT NÉN ẢNH 12 2.1 TỔNG QUAN VỀ NÉN ẢNH 12 2.1.1 Giới thiệu chung về nén ảnh số 12 2.1.2 Sơ đồ khối hệ thống nén ảnh điển hình 13 Hình 2.1 Sơ đồ khối một hệ thống nén ảnh điển hình 13 2.1.3 Phân loại các kỹ thuật nén 13 2.1.4 Các nguyên tắc khi nén ảnh 14 2.1.5 Dư thừa số liệu 14 2.1.5.1 Dư thừa mã (Coding Redundancy) 15 2.1.5.2 Dư thừa trong pixel ( Interpixel Redudancy) 16 Hình 2.2 Mô hình mã hóa dự đoán không tổn thất bao gồm bộ mã hóa và bộ giải mã 16 2.1.5.3 Dư thừa tâm sinh lý (Psychovisual Redudancy) 16 2.1.6 Giới thiệu một số kỹ thuật sử dụng trong nén ảnh 17 2.1.6.1 Mã hoá dựa trên phép biến đổi DCT 17 Hình 2.3 Sơ đồ mã hóa và giải mã dùng biến đổi DCT [4] 17 a. Biến đổi DCT thuận và nghịch 17 Hình 2.4 Các bước của quá trình mã hóa biến đổi DCT đối với 1 khối [4] 18 b. Lượng tử và giải lượng tử 19 c. Mã hóa và giải mã 19 2.1.6.2 Kỹ thuật mã hoá băng con 20 a. Ý tưởng mã hoá băng con 20 b. Mã hoá băng con 20 Hình 2.5 a) Băng lọc phân tích; b) Hai bộ lọc thông thấp và thông cao c) Phần vùng trong miền tần số; d) Băng lọc tổng hợp 21 2.1.6.3 Biến đổi Wavelet trong nén ảnh 22 a. Biến đổi Wavelet 1-D 23 Hình 2.6 Sơ đồ khối phân tích tín hiệu mức j 23 Hình 2.7 Sơ đồ biến đổi ngược Wavelet mức j 24 b. Biến đổi Wavelet rời rạc 2-D 24 Hình 2.8 Sơ đồ phân tích Wavelet rời rạc 2-D 25 b. Biến đổi ngược Wavelet 2-D 25 Hình 2.9 Sơ đồ biến đổi ngược Wavelet rời rạc 2-D 25 2.1.7 Các tiêu chuẩn nén ảnh 26 2.2. GIỚI THIỆU JPEG VÀ JPEG2000 26 2.2.1 JPEG 26 2.2.1.1 Giới thiệu sơ lược 26 2.2.1.2 Sơ đồ khối 27 Nguyễn Phương Hiền – D04VT2 ix Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục bảng biểu Hình 2.10 Sơ đồ khối bộ mã hóa và giải mã JPEG dựa trên biến đổi DCT 27 2.2.2 JPEG2000 28 2.2.2.1 Giới thiệu sơ lược 28 2.2.2.2 Sơ đồ khối bộ mã hóa và bộ giải mã JPEG 2000 28 Hình 2.11 Sơ đồ khối bộ mã hóa và bộ giải mã JPEG 2000 28 2.2.3 So sánh JPEG và JPEG2000 29 Hình 2.12 So sánh JPEG, JPEG2000 29 Bảng 2.1 Số bit mỗi pixel 30 Hình 2.13 Tỉ lệ nén của JPEG2000 và JPEG 30 Hình 2.14 Minh hoạ tính năng ROI 31 2.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 31 CHƯƠNG 3 32 CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG 32 3.1 NGÔN NGỮ MATLAB 32 3.1.1 Sơ lược lịch sử Matlab 32 3.1.2 Đặc điểm của Matlab và các ứng dụng 34 3.2 CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG SỬ DỤNG MATLAB 35 3.2.1 Giao diện chương trình mô phỏng 35 Hình 3.1 Giao diện chương trình nâng cao chất lượng và nén ảnh 36 3.2.2 Nâng cao chất lượng ảnh 36 3.2.2.1 Biến đổi mức xám 36 Hình 3.2 Giao diện chương trình biến đổi ảnh xám 37 a. Biến đổi mức xám sử dụng hàm imadjust 37 Hình 3.3 Đồ thị của các giá trị trong hàm imadjust 38 b. Biến đổi âm bản 38 Hình 3.4 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh âm bản 39 c. Biến đổi log 39 Hình 3.5 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh biến đổi hàm log 39 d. Biến đổi hàm mũ 39 Hình 3.6 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh biến đổi hàm mũ 40 e. Biến đổi giãn độ tương phản 40 Hình 3.7 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh giãn độ tương phản 40 f. Kĩ thuật cắt theo mức 41 Hình 3.8 (a) Ảnh gốc – (b) Ảnh cắt theo mức không nền – (c) Ảnh cắt theo mức có nền 41 3.2.2.2 Cân bằng mức xám 41 Hình 3.9 (a) Ảnh gốc – (b) Biểu đồ ảnh gốc – (c) Ảnh cân bằng – (d) Biểu đồ của ảnh cân bằng 42 3.2.2.3 So sánh mức xám 42 Hình 3.10 Hai ảnh xám gần giống nhau 42 Hình 3.11 Ảnh xám thu được trước và sau khi cân bằng (từ trái qua phải) 43 Nguyễn Phương Hiền – D04VT2 x [...]... học Chương 1: Nâng cao chất lượng ảnh CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ẢNH SỐ VÀ CÁC KĨ THUẬT NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ẢNH Lịch sử của xử lí ảnh bắt nguồn từ việc nâng cao chất lượng hình ảnh được truyền qua giữa đường cáp London và NewYork vào năm 1920 Lúc ấy xử lí ảnh chỉ đơn giản là xử lí phân bố các mức sáng (mức xám và độ phân giải của ảnh) Việc nâng cao chất lượng ảnh bằng các phương pháp... nhất 2.1.3 Phân loại các kỹ thuật nén Có nhiều cách phân loại các phương pháp nén khác nhau Cách thứ nhất dựa vào nguyên lý nén Cách này phân các phương pháp nén thành hai họ lớn: - Nén ảnh không mất thông tin (nén không tổn hao): Với phương pháp này sau khi giải nén ta khôi phục được chính xác ảnh gốc Các phương pháp nén này bao gồm mã hoá Huffman, mã hoá thuật toán… - Nén ảnh có mất thông tin (nén... qua các bộ lọc thông thấp, thông dải và thông cao Các dải tần này gọi là các băng con Sau đó, các băng con này sẽ được lượng tử và mã hoá độc lập nhau, tuỳ thuộc vào tính chất thống kê và mật độ năng lượng của từng dải mà số bit mã hoá khác nhau Nguyễn Phương Hiền – D04VT2 20 Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 2: Các kĩ thuật nén ảnh Hình 2.5 a) Băng lọc phân tích; b) Hai bộ lọc thông thấp và thông cao. .. số Thông thường, ảnh đen trắng chưa nén được biểu diễn bằng 8 bit/pixel và ảnh màu là 24 bit/pixel Các kỹ thuật nén hiện nay cho phép dung lượng ảnh được nén giảm 30 đến 50 lần so với ảnh gốc mà ảnh vẫn giữ được độ trung thực cao Độ trung thực của ảnh được đánh giá dựa trên tiêu chí như lỗi trung bình quân phương (MSE) hoặc tỷ số tín hiệu trên nhiễu (SNR) giữa ảnh gốc và ảnh nén Những phương... phân loại dựa vào lý thuyết mã hóa Cách này cũng phân các phương pháp nén thành hai họ: Các phương pháp nén thế hệ thứ nhất (gồm các phương pháp mà mức độ tính toán là đơn giản, thí dụ việc lấy mẫu, gán từ mã, ) và các phương pháp nén thế hệ thứ hai (dựa vào độ bão hòa của tỷ lệ nén) 2.1.4 Các nguyên tắc khi nén ảnh Một tính chất chung nhất của tất cả các ảnh số đó là tương quan giữa các pixel ở cạnh... các phương pháp này là sự mất mát thông tin và hiệu quả nén không cao đối với những hình ảnh phức tạp Tất cả các phương pháp nén ảnh đều dựa trên một nguyên lý đơn giản: trong dữ liệu có nhiều phần tử thừa và nén ảnh dựa trên cơ sở tìm ra những phần tử đó và loại bỏ chúng Nguyễn Phương Hiền – D04VT2 12 Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 2: Các kĩ thuật nén ảnh Các phương pháp thông dụng hiện nay như biến... thông tin trên mạng một cách dễ dàng và nhanh chóng Ngoài ra, các thuật toán nhằm nâng cao chất lượng ảnh cũng là một vấn đề đòi hỏi sự đầu tư nghiên cứu Các thuật toán, các phép biến đổi nâng cao chất lượng ảnh mà chúng ta đã biết như tạo ảnh âm bản, chèn nhiễu, tăng, giãn độ tương phản, biến đổi logic số học, phép lọc… Các kỹ thuật nén sử dụng phép biến đổi Fourier (FT), biến đổi cosine rời rạc (DCT),... Ảnh giải nén có một sự sai khác nhỏ so với ảnh gốc Các phương pháp này bao gồm:  Lượng tử hoá vô hướng: PCM và DPCM  Lượng tử hoá vector  Mã hoá biến đổi: biến đổi cosin rời rạc (DCT), biến đổi Fourier nhanh (FFT) Nguyễn Phương Hiền – D04VT2 13 Đồ án tốt nghiệp đại học  Chương 2: Các kĩ thuật nén ảnh Mã hoá băng con Ngoải ra, ta có thể phân loại dựa vào cách thức thực hiện nén Theo cách này,... phải dùng đến biến đổi toán học và xấp xỉ các mối tương quan giữa các pixel Với các phương pháp này ta có thể nén ảnh tới tỷ lệ 20:1 – 30:1 Nhưng những ảnh này (vì bị mất thông tin) chỉ là những ảnh gần đúng với ảnh ban đầu, ngoài ra còn có thể xuất hiện biến dạng hình ảnh 2.1.2 Sơ đồ khối hệ thống nén ảnh điển hình Hình 2.1 Sơ đồ khối một hệ thống nén ảnh điển hình - Khối biến đổi: Thường... của đa số kỹ thuật xử lí miền không gian, còn có thể sử dụng cho các kỹ thuật nén ảnh, phân rã ảnh Vận dụng biểu đồ có hiệu quả rất tốt đối với nâng cao chất lượng ảnh Đối với các ảnh có mức xám quá tập trung ở vùng tối hoặc vùng trắng, chúng ta có thể sử dụng phương pháp cân bằng mức xám của ảnh để phân tán biểu đồ xám Ta định nghĩa hàm s như sau bằng T(r), r thuộc [0, 1] thỏa mãn các điều kiện . ra, các thuật toán nhằm nâng cao chất lượng ảnh cũng là một vấn đề đòi hỏi sự đầu tư nghiên cứu. Các thuật toán, các phép biến đổi nâng cao chất lượng ảnh mà chúng ta đã biết như tạo ảnh âm. đường cáp London và NewYork vào năm 1920. Lúc ấy xử lí ảnh chỉ đơn giản là xử lí phân bố các mức sáng (mức xám và độ phân giải của ảnh) . Việc nâng cao chất lượng ảnh bằng các phương pháp. hệ thống nén ảnh điển hình 13 Hình 2.1 Sơ đồ khối một hệ thống nén ảnh điển hình 13 2.1.3 Phân loại các kỹ thuật nén 13 2.1.4 Các nguyên tắc khi nén ảnh 14 2.1.5 Dư thừa số liệu 14 2.1.5.1