Tìm hiểu các sơ đồ nén các loại ảnh JPEG MỞ ĐẦU 3 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ CÁC CHUẨN JPEG 4 I. Tổng quan về JPEG 4 1. JPEG là gì 4 II. Ưu và nhược điểm của các phương pháp nén ảnh JPEG 5 III. Các tiêu chuẩn JPEG 5 1. JPEG 1992 5 2. LSJPEG (Lossness JPEG) 6 3. JPEG Search 6 4. JPEG XR 7 CHƯƠNG II: CÁC KỸ THUẬT NÉN ẢNH JPEG 8 I. Tổng quan về các kỹ thuật nén ảnh JPEG 8 1. Phân loại các phương pháp nén ảnh 8 2. Độ dư thừa dữ liệu 8 3. Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng hình ảnh 9 4. Mô hình hệ thống nén tín hiệu 9 II. Các kỹ thuật nén ảnh JPEG 11 1. Nén ảnh JPEG tuần tự (JPEG Baseline) 11 2. Nén ảnh JPEG không tổn hao (JPEG losless) 15 3. Nén ảnh JPEG lũy tiến (JPEG progressive) 21 4. Nén ảnh JPEG phân cấp (JPEG Hierarchical) 30 CHƯƠNG III: THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG 33 KẾT LUẬN 35
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG Báo cáo Truyền thông đa phương tiện Đề tài 3: Tìm hiểu các sơ đồ nén các loại ảnh JPEG, khảo sát và đánh giá thực nghiệm chất lượng ảnh JPEG trong các trường hợp ứng dụng GVHD: PGS.TS. Nguyễn Thị Hoàng Lan Sinh viên thực hiện: Nguyễn Nam Tiến 20092705 Bùi Thái Bình 20114628 Nguyễn Thành Lợi 20114633 Nguyễn Hải Anh 20111106 Hà Nội, 12/2014 1 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Hiện nay, mạng Internet nói riêng và những thành tựu trong lĩnh vực công nghệ thông tin – truyền thông nói chung đã và đang tiếp tục mở rộng phát triển nhanh chóng, đạt được những dấu mốc quan trọng. Song hành cùng với sự phát triển đó, những khái niệm, những quy chuẩn, những đối tượng tài nguyên mới cũng được ra đời nhằm phục vụ tốt nhất cho nhu cầu của con người. Hơn nữa, đó cũng chính là những thành công mới của loài người trong công cuộc khai phá tri thức. Khi nhắc tới ngành công nghệ thông tin – truyền thông và đặc biệt là thế giới ảo trên mạng toàn cầu rộng lớn, chúng ta sẽ phải nhắc ngay đến khái niệm Dữ liệu đa phương tiện – một bước đột phá trong lịch sử loài người về tổ chức lưu trữ dữ liệu thông minh. Đó là tất cả những dạng tổ chức và lưu trữ dữ liệu số hoạt động trên các thiết bị số, các máy tính hiện đại, được các thiết bị số đó tạo ra, xử lí và được truyền thông giữa các thành phần trong mạng thông qua những phương thức đặc thù riêng. Khái niệm về Dữ liệu đa phương tiện rất phong phú, nhưng có thể nêu ra một số đối tượng cơ bản, phổ biến nhất như: tệp dữ liệu âm thanh (audio file), tệp dữ liệu hình ảnh/đồ họa số (image/graphic file) hay các tệp phim/hình chuyển động (video file) Việc tìm hiểu, khảo sát về các đối tượng dữ liệu đa phương tiện đòi hỏi công sức và chi phí rất lớn. Trong phạm vi của một bài tiểu luận học phần, nhóm xin đưa ra những cái nhìn cụ thể, rõ ràng về một đối tượng trong số đó: chuẩn nén ảnh JPEG và các vấn đề cơ bản có liên quan. Đây là một chuẩn dữ liệu được sử dụng phổ biến hiện nay, cả trong đời sống lẫn công tác nghiên cứu khoa học. Hơn nữa, ứng dụng của chuẩn JPEG đã thực sự mang lại những tiện ích lớn cho người dùng trong việc lưu trữ, xử lí và truyền tải thông tin dạng hình ảnh trên mạng máy tính hay các thiết bị số khác. Trong suốt quá trình thực hiện đề tài này, nhóm đã rất nỗ lực tìm hiểu, khảo sát, đánh giá về những nội dung cần thực hiện. Tuy nhiên, những thiếu sót, sơ suất sẽ không thể tránh khỏi và nhiều vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu, cải thiện trong tương lai. Nhóm xin 2 chân thành cảm ơn sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của GS. Nguyễn Thị Hoàng Lan trong suốt quá trình thực hiện đề tài này. CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ CÁC CHUẨN JPEG I. Tổng quan về JPEG 1. JPEG là gì JPEG viết tắt của Joint Photographic Experts Group là tên của một nhóm nghiên cứu đã phát minh ra chuẩn này, từ năm 1986 nhóm nghiên cứu đã đưa ra chuẩn nén ảnh JPEG và đến năm 1994 JPEG được khẳng định với tiêu chuẩn ISO 10918-1. JPEG là định dạng nén ảnh có tổn thất, mặc dù có sự thay đổi của các biếnthể nhưng nó vẫn giữ được nguyên lý của chuẩn nén cơ bản JPEG (các định dạng mở rộng khác như .jpg, .jpeg, .jpe và .jif). JPEG được sử dụng để lưu trữ ảnh và truyền qua mạng Internet (World Wide Web). Định dạng nén JPEG được sử dụng trong tất cả máy ảnh kỹ thuật số có kích thước rất nhỏ nên thường chụp được nhiều ảnh trên một thẻ nhớ, JPEG dễ hiển thị trên màn hình, ảnh có thể chuyển nhanh qua thư điện tử (dung lượng từ 300KB đến700KB), ảnh JPEG chất lượng cao có dung lượng khoảng vài MB hay lớn hơn, khuyết điểm chính của ảnh JPEG là ảnh có chất lượng thấp, ảnh thường bị suy giảm nếu so với ảnh gốc. Công nghệ nén ảnh JPEG là một trong những công nghệ nén ảnh hiệu quả, cho phép làm việc với các ảnh có nhiều màu và kích cỡ lớn. Tỷ lệ nén ảnh đạt mức so sánh tới vài chục lần. Tuy nhiên được cái này phải mất cái khác, đó là quy luật bù trừ tự nhiên. Thông thường các ảnh màu hiện nay dùng 8 bit (1 byte) hay 256 màu thay cho từng mức cường độ của các màu đỏ, xanh lá cây và xanh da trời. Như thế mỗiđiểm của ảnh cần 3 byte để lưu mã màu, và lượng byte một ảnh màu này chiếm gấp 24 lần ảnh trắng đen cùng cỡ. Với những ảnh này các phương pháp nén ảnh như IFF(Image File Format) theo phương pháp RLE (Run Length Encoding) không mang lại hiệu quả vì hệ số nén chỉ đạt tới 2:1 hay 3:1 (tất nhiên là kết quả nén theo phương pháp RLE phụ thuộc vào cụ thể từng loại ảnh, ví dụ như kết quả rất tốt với các loại ảnh ít đổi màu). Ưu điểm cao của phương pháp này là ảnh đã nén sau khi giải nén sẽ trùng khớp với ảnh ban đầu. Một số phương pháp nén 3 khác không để mất thông tin như của Lempel- Ziv -Welch (LZW) có thể cho hệ số nén tới 6:1. Nhưng như thế vẫn chưa thật đáp ứng yêu cầu đòi hỏi thực tế. Phương pháp nén ảnh theo thuẩn JPEG có thể đạt hệ số nén tới 80:1 hay lớn hơn, nhưng phải chịu mất thông tin (ảnh sau khi giải nén khác với ảnh ban đầu), lượng thông tin mất mát tăng dần theo hệ số nén. Tuy nhiên sự mất mát thông tin này không bị làm một cách cẩu thả. JPEG tiến hành sửa đổi thông tin ảnh khi nén sao cho ảnh mới gần giống như ảnh cũ, khiến phần đông mọi người không nhận thấy sự khác biệt. Và bạn hoàn toàn có thể quản lý sự mất mát này bằng cách hạn chế hệ số nén. Như thế người dùng có thể cân nhắc giữa cái lợi của việc tiết kiệm bộ nhớ và mức độ mất thông tin của ảnh, để chọn phương án thích hợp II. Ưu và nhược điểm của các phương pháp nén ảnh JPEG Ưu điểm JPEG cho phép nén ảnh với tỉ số nén lên đến 80:1 hoặc cao hơn, hiển thị các hình ảnh đầy đủ màu hơn (full-colour) cho định dạng di động mà kích thước file lạinhỏ hơn.JPEG cũng được sử dụng rất nhiều trên Web. Lợi ích chính của chúng là chúng có thể hiển thị các hình ảnh với màu chính xác true-colour (chúng có thể lên đến 16 triệu màu), điều đó cho phép chúng được sử dụng tốt nhất cho các hình ảnh chụp và hình ảnh minh họa có số lượng màu lớn. Nhược điểm Nhược điểm chính của JPEG là chúng được nén bằng thuật toán lossy (mất dữ liệu). Điều này có nghĩa rằng hình ảnh của bạn sẽ bị mất một số chitiết khi chuyển sang định dạng JPEG. Đường bao giữa các khối màu có thể xuất hiện nhiều điểm mờ, và các vùng sẽ mất sự rõ nét, tỉ số nén càng cao thì sự mất mát thông tin trên ảnh JPEG càng lớn. Nói một cách khác định dạng JPEG thực hiện bảo quản tất cả thông tin màu trong hình ảnh đó, tuy nhiên với các hình ảnh chất lượng màu cao high- colour như hình ảnh chụp thì điều này sẽ không hề hấn gì. Các ảnh JPEG không thể làm trong suốt hoặc chuyển động-trong trường hợp này bạnsẽ sử dụng định dạng GIF (hoặc định dạng PNG để tạo trong suốt). III. Các tiêu chuẩn JPEG 1. JPEG 1992 Đây là loại JPEG tiêu chuẩn. Phương pháp nén ảnh dựa trên nguyên lý sau: Ảnh màu trong không gian của 3 màu RGB (Red Green Blue) được biến đổi về hệ YUV (hay 4 YCBCr) (điều này không phải là nhất thiết, nhưng nếu thực hiện thì cho kết quả nén cao hơn). Hệ YUV là kết quả nghiên cứu của các nhà sản xuất vô tuyến truyền hình hệ Pal, Secam và NTSC, nhận thấy tín hiệu video có thể phân ra 3 thành phần Y, U, V (cũng như phân theo màu chuẩn đỏ, xanh lá cây và xanh da trời).Và một điều thú vị là thị giác của con người rất nhạy cảm với thành phần Y và kém nhạy cảm với hai loại U và V. Phương pháp JPEG đã nắm bắt phát hiện này để tách những thông tin thừa của ảnh. Hệ thống nén thành phần Y của ảnh với mức độ íthơn so với U, V, bởi người ta ít nhận thấy sự thay đổi của U và V so với Y. Giai đoạn tiếp theo là biến đổi những vùng thể hiện dùng biến đổi cosin rời rạc (thông thường là những vùng 8x8 pixel). Khi đó thông tin về 64 pixel ban đầu sẽ biến đổi thành ma trận có 64 hệ số thể hiện "thực trạng" các pixel. Điều quan trọng là ở đây hệ số đầu tiên có khả năng thể hiện "thực trạng" cao nhất, khả năng đó giảm rất nhanh với các hệ số khác. Nói cách khác thì lượng thông tin của 64 pixel tập trung chủ yếu ở một số hệ số ma trận theo biến đổi trên. Trong giai đoạn này có sự mất mát thông tin, bởi không có biến đổi ngược chính xác. Nhưng lượng thông tin bị mất này chưa đáng kể so với giai đoạn tiếp theo. Ma trận nhận được sau biến đổi cosin rời rạc được lược bớt sự khác nhau giữa các hệ số. Đây chính là lúc mất nhiều thông tin vì người ta sẽ vứt bỏ những thay đổi nhỏ của các hệ số. Như thế khi giải nén ảnh đã nén bạn sẽ có được những tham số khác của các pixel. Các biến đổi trên áp dụng cho thành phần U và V của ảnh với mực độ cao hơn so với Y (mất nhiều thông tin của U và V hơn). Sau đó thì áp dụng phương pháp mã hóa của Huffman: Phân tích dãy số, các phần tử lặp lại nhiều được mã hóa bằng ký hiệu ngắn (marker). Khi giải nén ảnh người ta chỉ việc làm lại các bước trên theo quá trình ngược lại cùng với các biến đổi ngược Vì phương pháp này thực hiện với các vùng ảnh (thông thường là 8 x 8 pixel)nên hay xuất hiện sự mất mát thông tin trên vùng biên của các vùng (block) này. Hiện nay người ta đã giải quyết vấn đề này bằng cách làm trơn ảnh sau khi bung nén để che lấp sự khác biệt của biên giới giữa các block. Một hệ nén ảnh theo chuẩn JPEG cùng algorithm làm trơn ảnh đã được công ty ASDG đưa ra trong hệ Art Department Professional. 2. LS-JPEG (Lossness JPEG) LS-JPEG được phát triển như sự bổ sung muộn màng cho JPEG vào năm1993, bằng cách sử dụng một kỹ thuật khác nhau từ tiêu chuẩn JPEG cũ. Nó sử dụng 1 hệ thống dự báo được sắp xếp dựa trên ba điểm lân cận (upper, left andupper-left) và entropy mã hóa dựa trên các lỗi dự báo. 3. JPEG Search 5 Ngày nay, nhiều định dạng siêu dữ liệu khác nhau tồn tại để mô tả hình ảnh nhưng vẫn còn nhiều vấn đề trong khả năng tương tác.Trong bối cảnh đó,trọng tâm chính của JPEG Search là cung cấp một khả năng tương tác tốt hơn trong tìm kiếm hình ảnh. Phiên bản hiện tại của dự án JPSearch được chia thành 5 phần chính. • Phần 1 đã được đã được hoàn thành: Nó mô tả cấu trúc tổng thể của JP Search, một tập hợp lớn các trường hợp và phác thảo một kho phục hồi hình ảnh và các thành phần của nó. • Phần 2: Đăng ký, nhận dạng, và quản lý các siêu dữ liệu lược đồ(Registration, Identification, and Management of Metadata Schema): cố gắng vượt qua những rắc rối trong mô hình siêu dữ liệu. • Phần 3:Định dạng Truy vấn JPSearch(JPSearch Query Format): cung cấp mộtgiao thức thông báo chuẩn để khôi phục hình ảnh. • Phần 4: Tập tin định dạng cho các siêu dữ liệu nhúng vào dữ liệu hình ảnh (JPEG và JPEG 2000). • Phần 5: Định dạng trao đổi dữ liệu giữa Kho Hình ảnh(Data Interchange Format between Image Repositories) 4. JPEG XR Là 1 định dạng hình ảnh cung cấp 1 số cải tiến so với JPEG • Khả năng nén tốt hơn: JPEG XR định dạng tập tin hỗ trợ tỷ lệ nén cao hơn so với JPEG để mã hóa một hình ảnh với chất lượng tương đương. • Nén không mất mát • Hỗ trợ cấu trúc lát (Tile structure support) . • Chất lượng màu tốt hơn. Hỗ trợ High Dynamic Range (HDR) imaging • Hỗ trợ bản đồ trong suốt (Transparency map support) • Giảm bớt vùng nén ảnh (Compressed-domain image modification) • Hỗ trợ siêu dữ liệu (Metadata support) 6 CHƯƠNG II: CÁC KỸ THUẬT NÉN ẢNH JPEG I. Tổng quan về các kỹ thuật nén ảnh JPEG Các kỹ thuật nén ảnh hướng tới việc giải quyết bài toán giảm khối lượng thông tin cần thiết để mô tả ảnh số. Nền tảng của quá trình nén là loại bỏ dư thừa có trong tín hiệu. Phương pháp nén hiệu quả nhất thường sử dụng các biến đổi toánhọc để biến ma trận các điểm ảnh trong không gian hai chiều sang một không gian hai chiều khác, nơi mức độ tương quan giữa các hệ số biến đổi mới nhỏ hơn. Như chúng ta biết, độ dư thừa trong tín hiệu ảnh số phụ thuộc vào mức độ tương quan giữa các điểm ảnh, độ tương quan lớn thì độ dư thừa cũng lớn 1. Phân loại các phương pháp nén ảnh Phân loại theo nguyên lý nén. • Nén không tổn hao (Lossless data reducation) • Nén có tổn hao (Loss data reducation) Phân loại theo cách thực hiện nén. • Phương pháp không gian ( spatial Data Compresstion): các phương pháp nén trực tiếp tác động lên điểm ảnh . • Phương pháp sử dụng biến đổi (Transform coding) :phương pháp nén sử dụng phép biến đổi không gian, quá trình nén thực hiện bằng cách tác động lên ảnh biến đổi. 2. Độ dư thừa dữ liệu Độ dư thừa số liệu là vấn đề trung tâm trong nén ảnh số. Độ dư thừa được xác định như sau: nếu N1 và N2 là số lương trong hai tập hợp số liệu cùng được dùng để biểu diễn lượng thông tin cho trước thì độ dư thừa số liệu tương đối của tập số liệu thứ nhất so với tập số liệu thứ hai có thể được định nghĩa như sau: =1-1/ với =N1/N2. Trong trường hợp N1=N2 thì R=0, điều này có nghĩa là so với tập số liệu thứ hai thì tập số liệu thứ nhất không chứa số liệu dư thừa. khi N2<<N1 thì tiến tối vô cùng và 7 tiến tới một, có nghĩa là độ dư thừa số liệu tương đối của tập số liệu thứ nhất là khá lớn so với tập số liệu thứ hai. Chất lượng ảnh nén có thể thay đổi tùy theo đặc điểm của hình ảnh nguồn và nội dung ảnh. Có thể đánh giá chất lượng ảnh nén theo số bit cho một điểm trong ảnh nén (). được xác định bằng tổng số bit dùng để mô tả ảnh nén chia cho tổng số điểm ảnh: =số bít nén/số điểm. Trong lý thuyết nén ảnh số có thể phân biệt ba loại dư thừa số liệu khác nhau: - Dư thừa mã (Coding redundancy) - Dư thừa trong pixel ( Interpixel Redundancy) - Dư thừa tâm sinh lý 3. Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng hình ảnh Quá trình nén ảnh thường đi đôi với việc ảnh nén bị biến dạng so với ảnh gốc.Vì vậy, cần xác định tiêu chí và phương pháp đánh giá một cách khách quan lượng thông tin về ảnh đã bị mất đi sau khi nén. Có thể đánh giá mức độ sai số giữa hai ảnh thông qua mức sai lệch trung bình bình phương – RMS (Root Mean Square). Cho f(x,y) là ảnh gốc, f(x,y) là ảnh khôi phục sau khi nén. Khác biệt tuyệt đối giữa hai ảnh là: e(x,y)=f(x,y)-f(x,y). Sai số trung bình được tính theo công thức: Thông thường, khi giá trị RMS thấp, chất lượng ảnh nén sẽ tốt. Tuy nhiên,trong một số trường hợp chất lượng hình ảnh nén không nhất thiết phải tỷ lệ thuậnvới giá trị RMS. Một phương pháp đánh giá chất lượng ảnh nén khác dựa trên tỷ lệ tín hiệu/nhiễu được tính theo công thức sau: (SNR (Signal to Noise Ratio) -tỷ lệ tín hiệu/ nhiễu) 4. Mô hình hệ thống nén tín hiệu 8 Hệ thống truyền dẫn nén tín hiệu Hệ thống truyền dẫn sử dụng các phương pháp nén tín hiệu khác nhau có thể được mô tả bằng sơ đồ khối như hình trên. Các thành phần quan trọng nhất trong hệ thống là bộ mã hóa và giải mã. • Bộ mã hóa nguồn và bộ giải mã nguồn: Bộ mã hóa nguồn thực hiện quá trình loại bỏ các thành phần dư thừa trong ảnh gốc. bộ mã hóa nguồn có cấu trúc như hình trên. Bộ chuyển đổi, lượng tử hóa và mã hóa • Bộ chuyển đổi: Thường dùng các phép biến đổi không gian để chuyển ảnh trong không gian thực sang một không gian khác, nơi các hệ số chuyển đổi có mức độ tương quan thấp hơn. Kết quả nhận được là ma trận các hệ số biến đổi. • Bộ lượng tử hóa: Sử dụng phương pháp lượng tử không đều nhằm triệt tiêu các hệ số biến đổi có năng lượng thấp hoặc đóng vai trò không quan trọng khi khôi phục ảnh. Quá trình lượng tử không có tính thuận nghịch : ảnh khôi phục sẽ bị biến dạng so với ảnh gốc. • Bộ mã hóa: Gán một từ mã (một dòng bit nhị phân) cho một mức lượng tử : Cấu trúc bộ giải mã nguồn: Sơ đồ bộ giải mã nguồn • Bộ giải mã: 9 Thực hiện giải mã tín hiệu nhận được để cho ra ma trận các hệ số của ảnh biến đổi. • Bộ chuyển đổi: Thực hiện biến đổi nghịch (so với quá trình biến đổi ở bộ mã hóa ) để khôi phục lại ảnh số ban đầu. • Bộ mã hóa và giải mã kênh: Khi truyền tín hiệu qua kênh truyền có nhiễu, để làm giảm tín hiệu của nhiễu tới tín hiệu người ta thường sử dụng các phương pháp mã bằng cách thêm một số thông tin dư thừa vào chuỗi tín hiệu cần truyền đi. Tùy vào phương pháp mã hóa, tại phía thu, sau khi giải mã kênh, chúng ta có thể phát hiện, được lỗi trong chuỗi tín hiệu vừa nhận được ( do nhiễu kênh gây ra) hoặc có thể đồng thời thực hiện sửa các lỗi đó. II. Các kỹ thuật nén ảnh JPEG 1. Nén ảnh JPEG tuần tự (JPEG Baseline) 1.1. Khái niệm JPEG tuần tự là phương pháp nén ảnh JPEG cơ bản và đơn giản nhất, được ứng dụng rộng rãi. Đối với phương pháp này, ảnh JPEG được mã hóa theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới (vì thế mới có tên là JPEG tuần tự). 1.2. Quá trình nén ảnh JPEG tuần tự 10 [...]... đi block 64 điểm ảnh, như vậy hiệu quả nén của phương pháp JPEG trong trường hợp này là 0.5 bit/điểm ảnh Giải nén Sơ đồ khối bộ giải nén JPEG biểu diễn trên hình 11, quá trình giải nén JPEG được thực hiện với trình tự ngược với quá trình mã hóa Đầu tiên bộ giải mã tách thông tin ghi trong phần header của ảnh nén: đó là bảng mã và lượng tử 28 Hình 13 Sơ đồ bộ giải mã tín hiệu JPEG Các bảng này được... bảng phân loại và bảng Huffman để mã hóa: Ghép các khối để tạo thành dữ liệu Chuyển các dữ liệu đã mã hóa ra tệp để lưu trữ 2 Nén ảnh JPEG không tổn hao (JPEG losless) 2.1 Khái niệm Nén không tổn hao (Lossless) là các phương pháp nén mà sau khi giải nén sẻ thu được chính xác dữ liệu gốc tuy nhiên nén không tổn hao chỉ đạt hiệu quả nhỏ so với nén có tổn hao 2.2 Các phương pháp mã hóa ảnh JPEG không... đủ lớn để chứa tất cả các hệ số DCT của ảnh Sơ đồ khối Hình 4 Sơ đồ khối bộ mã hóa ảnh theo JPEG Trước khi đưa đến bộ chuyển đổi DCT, ảnh màu gốc phải đươc phân tích thành các ảnh đơn sắc và được số hóa theo một trong những tiêu chuẩn hiện hạnh Ảnh chói Y và hai ảnh đơn màu UV (chuẩn PL) hoặc IQ(chuẩn NTSC) được chia thành các block 8*8 và đưa tới bộ chuyển đổi DCT kích thước các block 8*8 được chọn... block ảnh Sự thay đổi độ chói trung bình của các block sẽ ảnh hưởng rất nhiều tới chất lượng của ảnh nén Để thực hiện quá trình nén dữ liệu, ma trận của các hệ số khai triển DCT phải chia cho bảng trọng số Q(u,v) để loại bỏ một phần các hệ số DCT có biên độ nhỏ ( thường là các thành phần cao tần) JPEG sử dụng phương pháp lượng tử không đồng đều, các hệ số có tần số thấp được chia cho các giá trị nhỏ, các. .. lặp lớn hơn 4096 thì người ta sẽ coi ảnh gồm nhiều mảnh ảnh và từ điển sẽ gồm nhiều từ điển con Khi hết một mảnh ảnh sẽ gửi 1 mã xoá (CC ) để báo hiệu kết thúc mảnh ảnh cũ và bắt đầu mảnh ảnh mới đồng thời sẽ khởi tạo lại từ điển • Từ mã thứ 257 chứa mã kết thúc thông tin (EOI - End Of Information) Thông thường một file ảnh GIF có thể chứa nhiều mảnh ảnh, mỗi mảnh ảnh này sẽ được mã hoá riêng Chương... hơn các giải thuật trước nó ở kĩ thuật tổ chức cho đến cho phép nâng cao dựa trên tỉ lệ nén Phương pháp này dựa trên việc xây dựng các từ điển lưu các chuỗi kí tự có tần suất lặp lại cao và thay bằng từ mã tương ứng mỗi khi gặp lại chúng Giải thuật nén LZW được sử dụng cho tất cả các loại file nhị phân Nó thường được dùng để nén các loại văn bản, ảnh đen trắng, ảnh màu, ảnh đa mức xám… và là chuẩn nén. .. Nén JPEG thông thường các blok ảnh được khôi phục theo trình tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới Ảnh chỉ được hiện thị khi nhận được tất cả các gói tin phía phát Vì vậy khi truyền ảnh số chất lượng cao qua mạng băng thông hẹp, thời gian truyền ảnh có thê tương đối lâu, người xem có thể chờ trong một thời gian dài.phương pháp nén ảnh JPEG lũy tiến thực hiện ghi dữ liệu theo cách đặc biệt (đọc các. .. toàn bộ mức ảnh ở “mức thô” ngay mà không cần chờ đến khi quá trình truyền ảnh kết thúc 4 Nén ảnh JPEG phân cấp (JPEG Hierarchical) 4.1 Khái niệm JPEG phân cấp (Hierarchical JPEG) là phương pháp mã hóa ảnh JPEG với nhiều độ phân giải khác nhau Ví dụ: Cùng một bức ảnh có thể được nén với 3 độ phân giải khác nhau: 320x240, 640x480, 1280x960 Quá trình giải mã ở thiết bị đầu cuối sẽ cho ra bức ảnh có độ... khác (I-L1) sau đó mã hóa ảnh này Tiếp tục thực hiện các bước trên đến khi ảnh ban đầu với độ phân giải đầy đủ đã được mã hóa hoàn toàn Đối với ảnh JPEG được mã hóa theo 3 cấp độ 30 Hình 15 Sơ đồ khối của phương pháp mã hóa/giải mã ảnh JPEG 3 cấp Các bước thực hiện mã hóa (encode) cụ thể: Giảm độ phân giải của ảnh f: Ảnh đầu vào f có độ phân giải (512x512) Độ phân giải của ảnh được giảm 2 lần theo... Hình 14 Sơ đồ khối của phương pháp mã hóa/giải mã ảnh JPEG 2 cấp Ảnh I được nén theo cả 2 chiều ngang và dọc để thu được ảnh I2 Có thể sử dụng một trong các phương pháp mã hóa: tuần tự (sequential), lũy tiến (progressive) hoặc không mất mát thông tin (loss-less) như đã trình bày ở các phần trước Sau đó sử dụng thuật toán nội suy đối với I2 để thu được ảnh L1 gần giống với ảnh ban đầu Tính toán ảnh sai . ra) hoặc có thể đồng thời thực hiện sửa các lỗi đó. II. Các kỹ thuật nén ảnh JPEG 1. Nén ảnh JPEG tuần tự (JPEG Baseline) 1.1. Khái niệm JPEG tuần tự là phương pháp nén ảnh JPEG cơ bản và đơn. vùng nén ảnh (Compressed-domain image modification) • Hỗ trợ siêu dữ liệu (Metadata support) 6 CHƯƠNG II: CÁC KỸ THUẬT NÉN ẢNH JPEG I. Tổng quan về các kỹ thuật nén ảnh JPEG Các kỹ thuật nén ảnh. Báo cáo Truyền thông đa phương tiện Đề tài 3: Tìm hiểu các sơ đồ nén các loại ảnh JPEG, khảo sát và đánh giá thực nghiệm chất lượng ảnh JPEG trong các trường hợp ứng dụng GVHD: PGS.TS. Nguyễn