Nghiên cứu và làm rõ chuẩn JPEG2000. viết chương trình minh họa

Nghiên cứu và làm rõ chuẩn JPEG2000. viết chương trình minh họa

HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN  - BÀI TẬP MÔN HỌC NÉN DỮ LIỆU Đề bài: Nghiên cứu làm rõ chuẩn JPEG2000 Viết chương trình minh họa Giáo viên: TS Ngô Hữu Phúc Nhóm thực hiện: Phí Thị Hải Yến Lớp: K22 - KHMT Hà Nội - 10/2011 MỤC LỤC Lời giới thiệu 1.Lịch sử đời phát triển JPEG2000 2.Các tính JPEG2000 .6 3.Các bước thực nén ảnh theo chuẩn JPEG2000 3.1.Xử lý trước biến đổi 3.2.Biến đổi liên thành phần .7 3.3.Biến đổi riêng thành phần (biến đổi Wavelet) 3.4.Lượng tử hóa – Giải lượng tử hóa 3.5.Mã hóa kết hợp dòng liệu sau mã hóa .10 3.6.Phương pháp mã hóa SPIHT .10 3.7.Phương pháp mã hóa EZW 12 So sánh chuẩn JPEG2000 với JPEG chuẩn nén ảnh tĩnh khác 14 LỜI GIỚI THIỆU Công nghệ thông tin ngành công nghiệp mũi nhọn giới nói chung việt nam nói riêng, phát triển mạnh mẽ không ngừng năm gần Khi đời sống nâng lên khoa học kỹ thuật phát triển nhu cầu giải trí đa dạng lên, loại hình giải trí không ngừng gia tăng ngày phong phú, đa dạng loại hình giải trí như: trò chơi điện tử, nghe nhạc xem phim, xem ca nhạc (video), đặc biệt chơi dạng không gian ba chiều Sự phát triển ạt dẫn tới ngành công nghệ phần cứng đáp ứng đòi hỏi lưu trữ, đồng hành với phát triển mạng máy tính Internet ngày phát triển số lượng người tham gia truy cập ngày lớn nhu cầu họ ngày phong phú đa dạng tất loại hình nói Do tốc độ truy cập, tốc độ truyền tải mạng quan tâm người dùng sốt ruột ngồi chờ trang web mà truy cập, họ bực download file âm hát mà họ ưa thích đường truyền chậm công nghệ phần cứng phát triển mạnh Chính nhà nghiên cứu phần mềm ý đến việc phát triển phần mềm để hỗ trợ phần cứng Họ tạo chương trình phần mềm hỗ trợ tích cực phần cứng, từ đời phần mềm nén âm thanh, hình ảnh, nén video, tách âm từ file video…để tạo dạng âm thanh, hình ảnh, video mindi, mpeg, mp3, mp4… file ảnh dạng gif, jpeg…với dung lượng lưu trữ vô nhỏ chất lượng có giảm đôi chút không đáng kể so với đạt để truyền tải, truy cập nhanh Sự đời JPEG (Joint Photographic Experts Group) mang lại nhiều lợi ích to lớn nhiều mặt JPEG giảm nhỏ kích thước ảnh, giảm thời gian truyền làm giảm chi phí xử lý ảnh chất lượng ảnh tốt Tuy nhiên người ta ứng dụng dạng thức nén có tổn thất thông tin JPEG mã hoá không tổn thất JPEG phức tạp Để việc nén ảnh có hiệu hơn, Ủy ban JPEG đưa chuẩn nén ảnh JPEG2000 JPEG2000 sử dụng biến đổi Wavelet phương pháp mã hoá đặc biệt để có ảnh nén ưu việt hẳn JPEG 5 Vì em chọn đề tài môn học: “Nghiên cứu làm rõ chuẩn JPEG2000” Mục tiêu đề tài chủ yếu để tìm hiểu phương pháp mã hoá nén ảnh dựa biến đổi Wavelet – JPEG2000 Do trình độ kiến thức có hạn nên không tránh khỏi thiếu sót, em kính mong thầy tham gia bạn giúp đỡ em để em hoàn thành tốt Em xin chân thành cám ơn thầy tạo điều kiện thuân lợi giúp em hoàn thành báo cáo 6 Lịch sử đời phát triển chuẩn JPEG2000 Như biết, đời JPEG mang lại nhiều lợi ích to lớn nhiều mặt JPEG giảm nhỏ kích thước ảnh, giảm thời gian truyền làm giảm chi phí xử lý ảnh chất lượng ảnh tốt Tuy nhiên người ta ứng dụng dạng thức nén có tổn thất thông tin JPEG mã hoá không tổn thất JPEG phức tạp Để việc nén ảnh có hiệu hơn, Ủy ban JPEG đưa chuẩn nén ảnh JPEG2000 JPEG2000 sử dụng biến đổi Wavelet phương pháp mã hoá đặc biệt để có ảnh nén ưu việt hẳn JPEG JPEG2000 tiếp tục phát triển, phần I tổ chức ISO chấp nhận chuẩn nén ảnh quốc tế áp dụng cho ảnh tĩnh Chuẩn nén ảnh JPEG2000 mà xương sống biến đổi Wavelet với tính vượt trội so với JPEG chắn sử dụng server nội dung để chuyển đổi định dạng ảnh mạng di động Chính thế, mục đích chương không giới thiệu chuẩn nén ảnh dựa biến đổi Wavelet phổ biến mà đưa lựa chọn nhằm giải toàn cục toán đặt phần mở đầu Các tính JPEG2000 JPEG2000 có nhiều chức đặc biệt chuẩn nén ảnh tĩnh khác JPEG hay GIF Dưới chức ưu việt JPEG2000 so với chuẩn nén ảnh tĩnh khác  Cho chất lượng ảnh tốt áp dụng nén ảnh tĩnh có tổn thất  Sử dụng với truyền dẫn hiển thị luỹ tiến chất lượng, độ phân giải, thành phần màu có tính định vị không gian Sử dụng chế nén ảnh cho hai dạng thức nén  Truy nhập giải nén thời điểm nhận liệu  Giải nén vùng ảnh mà không cần giải nén toàn ảnh  Có khả mã hoá ảnh với tỷ lệ nén theo vùng khác Nén lần giải nén với nhiều cấp chất lượng tuỳ theo yêu cầu người sử dụng  Hiện tại, ISO uỷ ban JPEG đưa khuyến nghị thay JPEG JPEG2000 Các bước thực nén ảnh theo chuẩn JPEG2000 Hình 1: Trình tự mã hoá (a) giải mã JPEG2000 (b) 3.1 Xử lý trước biến đổi Do sử dụng biến đổi Wavelet, JPEG2000 cần có liệu ảnh đầu vào dạng đối xứng qua Xử lý trước biến đổi giai đoạn đảm bảo liệu đưa vào nén ảnh có dạng Ở phía giải mã, giai đoạn xử lý sau biến đổi trả lại giá trị gốc ban đầu cho liệu ảnh 3.2 Biến đổi liên thành phần Giai đoạn loại bỏ tính tương quan thành phần ảnh JPEG2000 sử dụng hai loại biến đổi liên thành phần biến đổi màu thuận nghịch (Reversible Color Transform - RCT) biến đổi màu không thuận nghịch (Irreversible Color Transform - ICT) biến đổi thuận nghịch làm việc với giá trị nguyên, biến đổi không thuận nghịch làm việc với giá trị thực ICT RCT chuyển liệu ảnh từ không gian màu RGB sang YCrCb RCT áp dụng hai dạng thức nén có tổn thất không tổn thất, ICT áp dụng cho nén có tổn thất Công thức biến đổi thuận ngược hai phép biến đổi ICT RCT cho phần phụ lục Việc áp dụng biến đổi trước nén ảnh không nằm mục đích làm tăng hiệu nén Các thành phần Cr, Cb có ảnh hưởng tới cảm nhận hình ảnh mắt thành phần độ chói Y có ảnh hưởng lớn tới ảnh Chúng ta thấy rõ điều hình vẽ 1: Hình 2: Minh hoạ ảnh với RGB YCrCb 3.3 Biến đổi riêng thành phần (biến đổi Wavelet) Biến đổi riêng thành phần áp dụng JPEG2000 biến đổi Wavelet Để đảm bảo tính toàn vẹn thông tin phải áp dụng phép biến đổi thuận nghịch không thuận nghịch Do phép biến đổi Wavelet phép biến đổi trực giao biến đổi DCT mà phép biến đổi băng nên thành phần phân chia thành băng tần số khác băng mã hóa riêng rẽ JPEG2000 áp dụng biến đổi Wavelet nguyên thuận nghịch 5/3 (IWT) biến đổi thực không thuận nghịch Daubechies 9/7 Việc tính toán biến đổi JPEG2000 thực theo phương pháp Lifting (Công thức cụ thể phương pháp Lifting biến đổi Wavelet JPEG2000 cho phần phụ lục) Sơ đồ phương pháp Lifting 1D áp dụng JPEG2000 hình 3.Việc tính toán biến đổi Wavelet 2D suy từ biến đổi Wavelet 1D theo phương pháp phân giải ảnh tuỳ chọn Trong JPEG2000 có phương pháp phân giải ảnh phương pháp sử dụng nhiều phương pháp kim tự tháp 9 Hình 3: Phương pháp Lifting 1D dùng tính toán biến đổi Wavelet Do biến đổi Wavelet 5/3 biến đổi thuận nghịch nên áp Dụng cho nén ảnh theo hai phương pháp, có tổn thất không tổn thất biến đổi 9/7 áp dụng cho nén ảnh theo phương pháp có tổn thất thông tin 3.4.Lượng tử hoá - Giải lượng tử hoá Các hệ số phép biến đổi tiến hành lượng tử hoá Quá trình lượng tử hoá cho phép đạt tỷ lệ nén cao cách thể giá trị biến đổi với độ xác tương ứng cần thiết với mức chi tiết ảnh cần nén Các hệ số biến đổi lượng tử hoá theo phép lượng tử hoá vô hướng Các hàm lượng tử hoá khác áp dụng cho băng khác thực theo biểu thức: với ∆ bước lượng tử, U(x, y) giá trị băng đầu vào ; V(x, y) giá trị sau lượng tử hoá Trong dạng biến đổi nguyên, đặt bước lượng tử bằng: 1.Với dạng biến đổi thực bước lượng tử chọn tương ứng cho 10 băng riêng rẽ Bước lượng tử băng phải có dòng bít truyền để phía thu giải lượng tử cho ảnh Công thức giải lượng tử hoá là: r tham số xác định dấu làm tròn, giá trị U(x, y); V(x, y) tương ứng giá trị khôi phục giá trị lượng tử hoá nhận JPEG2000 không cho trước r nhiên thường chọn r=1/2 3.5 Mã hoá kết hợp dòng liệu sau mã hoá JPEG2000 theo khuyến nghị uỷ ban JPEG quốc tế sử dụng nhiều phương pháp mã hoá khác nhiều cách biến đổi Wavelet khác để thu chất lượng ảnh tương ứng với ứng dụng cần xử lý Điều giúp cho JPEG2000 mềm dẻo nhiều so với JPEG Việc áp dụng phương pháp mã hoá khác mở rộng sang lĩnh vực nén ảnh động biến đổi Wavelet Trong thực tế phương pháp mã hoá ảnh áp dụng nén ảnh biến đổi Wavelet JPEG2000 có hai phương pháp coi sở áp dụng nhiều nhất: phương pháp SPIHT phương pháp EZW Hiện JPEG2000 áp dụng mã hoá hai phương pháp phương pháp phát triển từ hai phương pháp phương pháp mã hoá mặt phẳng bít Vì xem xét hai phương pháp Việc kết hợp dòng liệu sau mã hoá JPEG2000 thực chất để thực tính đặc biệt JPEG2000 tính ROI v.v 3.6 Phương pháp mã hoá SPIHT Có thể thấy dù áp dụng biến đổi Wavelet hay với phép phân giải ảnh băng có số thứ tự thấp thành phần tần số cao (mang thông tin chi tiết ảnh) băng có số thứ tự cao chứa thành phần tần số thấp (mang thông tin ảnh) Điều nghĩa hệ số chi tiết giảm dần từ băng mức thấp (HH1 chẳng hạn) (ứng với thành phần tần số 11 cao) xuống băng mức cao (ứng với thành phần tần số thấp) có tính tương tự không gian băng con, ví dụ đường biên hình vẽ ảnh tồn vị trí băng (tương ứng với mức độ phân giải băng ấy) Điều dẫn tới đời phương pháp SPIHT (Set partitioning in hierarchical trees - phương pháp mã hoá phân cấp theo phân vùng) Phương pháp SPIHT thiết kế tối ưu cho truyền dẫn luỹ tiến Điều có nghĩa thời điểm trình giải nén ảnh theo phương pháp mã hoá chất lượng ảnh hiển thị thời điểm tốt đạt với số lượng bít đưa vào giải mã tính thời điểm Ngoài ra, phương pháp sử dụng kỹ thuật embedded coding; điều có nghĩa ảnh sau nén với kích cỡ (lưu trữ) lớn (tỷ lệ nén thấp) chứa liệu sau nén ảnh có kích cỡ (lưu trữ) nhỏ (tỷ lệ nén cao) Bộ mã hoá cần nén lần giải nén nhiều mức chất lượng khác Giả sử gọi pixel ảnh p cần mã hoá pi,j Áp dụng phép biến đổi Wavelet T cho pixel ảnh để tạo hệ số phép biến đổi Wavelet ci, j Các hệ số tạo ảnh biến đổi C Phép biến đổi viết dạng toán tử sau: C=T(p) Trong phương pháp truyền dẫn luỹ tiến với ảnh mã hoá bắt đầu trình khôi phục (giải nén) ảnh cách đặt giá trị ảnh khôi phục từ hệ số biến đổi cˆ Sử dụng giá trị giải mã hệ số biến đổi để tạo ảnh khôi phục (vẫn chưa áp dụng biến đổi ngược Wavelet) cˆ sau áp dụng biến đổi ngược Wavelet để tạo ảnh cuối cˆ Chúng ta viết p dạng toán tử sau: pˆ = T −1 (cˆ) Nguyên tắc quan trọng phương pháp truyền dẫn ảnh theo kiểu luỹ tiến phương pháp truyền giá trị mang thông tin quan trọng ảnh trước Sở dĩ làm thông tin thông tin làm giảm thiểu nhiều độ méo dạng ảnh (sự sai khác ảnh gốc ảnh khôi phục) Đây lý phương pháp SPIHT truyền hệ số lớn trước nguyên tắc quan trọng phương pháp Một nguyên tắc bít có trọng số lớn mang thông tin quan trọng liệu nhị phân Phương pháp SPIHT sử dụng hai nguyên tắc này; xếp hệ số biến đổi truyền bít có trọng số lớn Quá trình giải mã dừng lại bất 12 kỳ bước ứng với giá trị ảnh cần mã hoá yêu cầu Đây cách mà phương pháp mã hoá SPIHT làm tổn thất thông tin 3.7 Phương pháp mã hoá EZW Phương pháp mã hoá EZW (Embedded Zerotree Wavelet Encoder) dựa sở phép mã hoá luỹ tiến (progressive coding) giống phương pháp mã hoá SPIHT Phương pháp chủ yếu dựa khái niệm zero (zerotree) Về bản, thuật toán dựa hai nguyên tắc trình bày phần phương pháp mã hoá SPIHT Sau xem xét khái niệm thuật toán: Cây tứ phân: Sau áp dụng biến đổi Wavelet ứng với mức phân giải khác biểu diễn hệ số biến đổi dạng Ta thấy với biểu diễn nút cha có nút Sở dĩ có điều trình biến đổi Wavelet tỷ lệ khác Ta gọi tứ phân (quadtree) Sơ đồ tứ phân minh hoạ hình Hình 4: Minh hoạ tứ phân (a) phân mức (b) Cây zero (zerotree): Cây zero tứ phân, tất nút nhỏ nút gốc Một mã hoá mã hoá đối tượng giải mã cho tất giá trị không Ngoài để mã hoá hệ số Wavelet trường 13 hợp này, giá trị nút gốc phải nhỏ giá trị ngưỡng xem xét ứng với hệ số Wavelet Sau có đủ khái niệm cần thiết tứ phân zero, trình bày nguyên lý hoạt động thuật toán Thuật toán mã hoá hệ số theo thứ tự giảm dần Chúng ta dùng giá trị gọi ngưỡng (threshold) sử dụng ngưỡng để tiến hành mã hoá hệ số biến đổi Các hệ số mã hoá theo thứ tự từ vùng tần số thấp đến vùng tần số cao Và hệ số có giá trị tuyệt đối lớn ngưỡng mã hoá Tiếp theo giảm ngưỡng tiếp tục làm ngưỡng đạt tới giá trị nhỏ giá trị hệ số nhỏ Cách giảm giá trị ngưỡng thực tương đối đặc biệt, giá trị ngưỡng giảm xuống nửa so với trước Bộ giải mã phải biết mức ngưỡng giải mã ảnh thành công Nhưng ta từ nút cha đến nút tứ phân có nút Vậy ta phải theo nhánh có nút trước Hay nói cách đầy đủ ta di chuyển từ hệ số đến hệ số khác theo thứ tự Có nhiều cách di chuyển khác nhau, nhiên hai cách di chuyển hình sử dụng nhiều Hình 5: Hai cách xếp thứ tự hệ số biến đổi Việc xếp phải quy ước thống trình mã hoá trình giải mã để việc giải mã ảnh thành công Trên nguyên lý phương pháp mã hoá EZW Chi tiết thuật toán mã hoá xem phần chương trình Hiện phương pháp mã hoá áp dụng ngày nhiều nén ảnh động Phương pháp cho tỉ lệ nén độ 14 tin cậy giải mã cao Ngoài phương pháp EZW dễ triển khai máy tính phương pháp không yêu cầu việc lập trình phức tạp So sánh chuẩn JPEG2000 với JPEG chuẩn nén ảnh tĩnh khác Một tính quan trọng ưu điểm rõ nét JPEG2000 so với JPEG chuẩn nén ảnh khác MPEG VTC hay JPEG LS v v JPEG2000 đưa hai kỹ thuật nén có tổn thất không tổn thất theo chế mã hoá nghĩa JPEG2000 thực tất dạng thức JPEG chế mã hoá Nếu xét tồn hai kỹ thuật JPEG có khả nén ảnh có tổn thất không tổn thất thông tin Tuy nhiên với JPEG chế mã hoá với hai dạng khác khó để sử dụng hai dạng lúc cho ứng dụng Do đó, thấy JPEG có tính mềm dẻo chuẩn nén ảnh tĩnh trước Hơn thế, thấy tất phương pháp thiết kế cho chuẩn JPEG2000 ưu việt có nhiều tính so với JPEG; thống kê thực tế cho thấy với tỷ lệ nén loại ảnh ảnh nén JPEG2000 có chất lượng tốt so với JPEG Chúng ta xem xét hai ảnh hình để thấy rõ điều này, ảnh bên trái nén theo JPEG ảnh bên phải nén theo JPEG2000 15 Hình 6: So sánh JPEG JPEG2000 Tính ưu việt thứ hai JPEG2000 so với JPEG dạng thức nén có tổn thất thông tin, JPEG2000 đưa tỷ lệ nén cao nhiều so với JPEG Các phần mềm nén ảnh JPEG (kể Photoshop) thiết kế để nén tới tỷ lệ 40:1 với JPEG2000 tỷ lệ nén lên tới 200:1 Theo công thức tính PSNR đơn vị dB, có: (b số bít dùng biểu diễn pixel ảnh gốc) Với hai ảnh hình 6, so sánh tham số PSNR cho bảng Để so sánh dễ dàng hơn, ta xét ảnh nén với tỷ lệ khác (đo lường hệ số bít/pixel hay bpp) Tất số liệu bảng cho thấy JPEG2000 nén ảnh tốt JPEG; hệ số PSNR mà xét bảng đo hệ đơn vị logarit 16 Bảng 1: So sánh JPEG JPEG2000 Tính ưu việt thứ JPEG2000 so với JPEG chuẩn nén ảnh hiển thị ảnh với độ phân giải kích thước khác từ ảnh nén Với JPEG điều thực Sở dĩ có điều JPEG2000 sử dụng kỹ thuật phân giải ảnh mã hoá đính kèm mà nói tới phần mã hoá ảnh theo JPEG2000 Tính lợi đặc biệt quan trọng JPEG2000, JPEG chuẩn nén ảnh tĩnh trước phải nén nhiều lần để thu chất lượng với lần nén khác với JPEG2000 ta cần nén lần chất lượng ảnh định tuỳ theo người sử dụng trình giải nén ảnh theo JPEG2000 Một tính ưu việt JPEG2000 tính mã hoá ảnh quan trọng theo vùng (ROI - Region of Interest) mà đề cập phần mã hoá ảnh theo JPEG2000 Chất lượng toàn ảnh thấy rõ hình Hình 7: Minh hoạ tính ROI Như thấy hình 7, chất lượng vùng ảnh lựa chọn 17 tăng cao vùng áp dụng phương pháp nén ảnh ROI JPEG2000 có khả đặc biệt ưu việt so với JPEG, khả vượt trội khôi phục lỗi Đó ảnh truyền mạng viễn thông thông tin bị nhiễu; với chuẩn nén ảnh JPEG nhiễu thu vào hiển thị, nhiên với JPEG2000, đặc trưng phép mã hoá chống lỗi, JPEG2000 giảm thiểu lỗi tới mức Sau xem xét tính vượt trội JPEG2000 so với JPEG (chuẩn nén ảnh thông dụng nay) so sánh chức JPEG2000 với số chuẩn nén ảnh JPEG - LS; PNG; MPEG VTC qua bảng (Dấu + biểu thị chuẩn có chức tương ứng, số dấu + nhiều chuẩn thực chức tương ứng tốt) dấu - biểu thị chuẩn tương ứng không hỗ trợ tính đó) Bảng 2: So sánh tính JPEG2000 với chuẩn nén ảnh tĩnh khác Từ bảng thấy tính vượt trội khả ưu việt JPEG2000 so với chuẩn nén ảnh tĩnh trước [...]... triển khai trên máy tính bởi phương pháp này không yêu cầu việc lập trình quá phức tạp 4 So sánh chuẩn JPEG2000 với JPEG và các chuẩn nén ảnh tĩnh khác Một tính năng quan trọng và là ưu điểm rõ nét nhất của JPEG2000 so với JPEG cũng như các chuẩn nén ảnh khác như MPEG 4 VTC hay JPEG LS v v là JPEG2000 đưa ra cả hai kỹ thuật nén có tổn thất và không tổn thất theo cùng một cơ chế mã hoá nghĩa là JPEG2000.. . sắp xếp này còn phải được quy ước thống nhất giữa quá trình mã hoá và quá trình giải mã để việc giải mã ảnh được thành công Trên đây chỉ là nguyên lý cơ bản của phương pháp mã hoá EZW Chi tiết về thuật toán mã hoá có thể xem ở phần chương trình Hiện nay phương pháp mã hoá này được áp dụng ngày càng nhiều nén ảnh động Phương pháp này cho tỉ lệ nén và độ 14 tin cậy giải mã cao Ngoài ra phương pháp EZW... có được điều này là do quá trình biến đổi Wavelet ở các tỷ lệ khác nhau Ta gọi đây là các cây tứ phân (quadtree) Sơ đồ cây tứ phân được minh hoạ ở hình 4 Hình 4: Minh hoạ cây tứ phân (a) và sự phân mức (b) Cây zero (zerotree): Cây zero là một cây tứ phân, trong đó tất cả các nút của nó đều nhỏ hơn nút gốc Một cây như vậy khi mã hoá sẽ được mã hoá bằng một đối tượng duy nhất và khi giải mã thì chúng ta... khả năng nén ảnh có tổn thất và không tổn thất thông tin Tuy nhiên với JPEG thì cơ chế mã hoá với hai dạng này là khác nhau và rất khó để sử dụng cả hai dạng này cùng lúc cho cùng một ứng dụng Do đó, có thể thấy rằng JPEG có tính mềm dẻo hơn bất kỳ chuẩn nén ảnh tĩnh nào trước đây Hơn thế, chúng ta đã thấy rằng tất cả các phương pháp thiết kế cho chuẩn JPEG2000 đều ưu việt và có nhiều tính năng hơn so... được thu vào và hiển thị, tuy nhiên với JPEG2000, do đặc trưng của phép mã hoá có thể chống lỗi, JPEG2000 có thể giảm thiểu các lỗi này tới mức hầu như không có Sau khi xem xét các tính năng vượt trội của JPEG2000 so với JPEG (chuẩn nén ảnh thông dụng nhất hiện nay) chúng ta so sánh chức năng của JPEG2000 với một số chuẩn nén ảnh như là JPEG - LS; PNG; MPEG 4 VTC qua bảng 2 (Dấu + biểu thị chuẩn đó... thị chuẩn đó có chức năng tương ứng, số dấu + càng nhiều thì chuẩn đó thực hiện chức năng tương ứng càng tốt) dấu - biểu thị chuẩn tương ứng không hỗ trợ tính năng đó) Bảng 2: So sánh tính năng của JPEG2000 với các chuẩn nén ảnh tĩnh khác Từ bảng trên chúng ta có thể thấy các tính năng vượt trội và khả năng ưu việt của JPEG2000 so với các chuẩn nén ảnh tĩnh trước đây ... đủ các khái niệm cần thiết về cây tứ phân và cây zero, chúng ta có thể trình bày nguyên lý hoạt động của thuật toán Thuật toán sẽ mã hoá các hệ số theo thứ tự giảm dần Chúng ta sẽ dùng một giá trị gọi là ngưỡng (threshold) và sử dụng ngưỡng này để tiến hành mã hoá các hệ số biến đổi Các hệ số được mã hoá theo thứ tự từ vùng tần số thấp đến vùng tần số cao Và chỉ những hệ số có giá trị tuyệt đối lớn... được đo trong hệ đơn vị logarit 16 Bảng 1: So sánh JPEG và JPEG2000 Tính năng ưu việt thứ 3 của JPEG2000 so với JPEG là chuẩn nén ảnh này có thể hiển thị được các ảnh với độ phân giải và kích thước khác nhau từ cùng một ảnh nén Với JPEG thì điều này là không thể thực hiện được Sở dĩ có điều này là do JPEG2000 sử dụng kỹ thuật phân giải ảnh và mã hoá đính kèm mà chúng ta đã nói tới ở phần mã hoá ảnh... với JPEG; ngoài ra những thống kê về thực tế cho thấy với cùng một tỷ lệ nén và một loại ảnh thì ảnh được nén bởi JPEG2000 hầu như luôn có chất lượng tốt hơn so với JPEG Chúng ta xem xét hai ảnh trên hình 7 để thấy rõ điều này, ảnh bên trái được nén theo JPEG còn ảnh bên phải được nén theo JPEG2000 15 Hình 6: So sánh JPEG và JPEG2000 Tính năng ưu việt thứ hai của JPEG2000 so với JPEG chính là trong... được thấy rõ trên hình 7 Hình 7: Minh hoạ tính năng ROI Như chúng ta thấy trên hình 7, chất lượng của vùng ảnh được lựa chọn 17 tăng cao hơn khi vùng đó được áp dụng phương pháp nén ảnh ROI JPEG2000 còn có một khả năng đặc biệt ưu việt hơn so với JPEG, đó chính là khả năng vượt trội trong khôi phục lỗi Đó là khi một ảnh được truyền trên mạng viễn thông thì thông tin có thể bị nhiễu; với các chuẩn nén ... ban JPEG đưa chuẩn nén ảnh JPEG2000 JPEG2000 sử dụng biến đổi Wavelet phương pháp mã hoá đặc biệt để có ảnh nén ưu việt hẳn JPEG 5 Vì em chọn đề tài môn học: Nghiên cứu làm rõ chuẩn JPEG2000”... phương pháp không yêu cầu việc lập trình phức tạp So sánh chuẩn JPEG2000 với JPEG chuẩn nén ảnh tĩnh khác Một tính quan trọng ưu điểm rõ nét JPEG2000 so với JPEG chuẩn nén ảnh khác MPEG VTC hay... Việc xếp phải quy ước thống trình mã hoá trình giải mã để việc giải mã ảnh thành công Trên nguyên lý phương pháp mã hoá EZW Chi tiết thuật toán mã hoá xem phần chương trình Hiện phương pháp mã