PHƯƠNG PHÁP nén dựa TRÊN PHÉP BIẾN đổi và ỨNG DỤNG

Hà Nội, 5/2015 LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay, mạng Internet nói riêng thành tựu lĩnh vực công nghệ thông tin – truyền thông nói chung tiếp tục mở rộng phát triển nhanh chóng, đạt dấu mốc quan trọng Song hành với phát triển đó, khái niệm, quy chuẩn, đối tượng tài nguyên đời nhằm phục vụ tốt cho nhu cầu người Cùng với phát triển kèm theo nhu cầu người dùng tốc độ truyền liệu ngày tăng để đáp ứng nhanh,kịp thời, xác nhu cầu người dùng Qua đòi hỏi phải nén liệu xuống giúp cho giảm độ dư thừa giữ liệu gốc xuống cung cấp gần đầy đủ thông tin Với nhiều phương pháp nén khác đời có phương phán nén dựa phép biến đổi hình thức phổ biến nay, nên bọn em chọn đề tài “ Phương pháp nén dựa phép biến đổi ứng dụng “ để tìm hiểu trình học hướng dẫn cô Nguyễn Thị Hoàng Lan, báo cáo khó tránh khỏi sai sót, chúng em mong nhận ý kiến đóng góp bổ ích từ cô để báo cáo hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC A Tìm hiểu chung phương pháp nén dựa phép biến đổi Tìm hiểu chung phương pháp nén dựa phép biến đổi Nén ảnh kỹ thuật mã hóa ảnh số hóa nhằm giảm số lượng bit liệu cần thiết để biểu diễn ảnh Mục đích giảm chi phí việc lưu trữ ảnh chi phí thời gian để truyền ảnh xa truyền thông đảm bảo chất lượng ảnh Nén ảnh thực thực tế: thông tin ảnh ngẫu nhiên mà có trật tự, tổ chức Vì bóc tách tính trật tự, cấu trúc biết phần thông tin quan trọng ảnh để biểu diễn truyền với số lượng bit so với ảnh gốc mà đảm bảo đầy đủ tính thông tin Ở bên nhận trình giải mã tổ chức, xếp lại ảnh xấp xỉ gần xác so với ảnh gốc thỏa mãn chất lượng yêu cầu Phương pháp nén ảnh dựa vào phép biến đổi( Transform Coding) 2.1 Tổng quan Một phép biến đổi hàm toán học sử dụng để biến đổi tập giá trị thành tập giá trị khác tạo cách biểu diễn cho nguồn tin, với xác phép toán số học phép biến đổi bảo tồn độ xác mức độ hầu hết kỹ thuật mã hóa có tổn hao bước lượng tử hóa có làm tròn Tức gồm phương pháp tác động lên biến đổi ảnh gốc không tác động trực tiếp, muốn giải mã dùng biến đổi ngược để đưa miền xác định ban đầu 2.2 Sơ đồ chung Khối T: biến đổi thuận, khối Q: lượng tử hóa, khối E: mã hóa  Khối T ( Transform ): − Biến đổi từ miền không gian liệu ban đầu quan sát sang miền không gian liệu phép chiếu hay không gian đặc trưng mà ta quan sát đặc trưng liệu − Phép biến đổi tồn tồn không tồn phép biến đổi ngược − Thường yêu cầu áp dụng phép biến đổi tuyến tính tồn biến đổi ngược − Công thức : : biến đổi thuận đầu vào không gian vecto liệu x(n) ,mỗi phần tử vecto liệu gồm nhiều thành phần  Khối Q (Quantization ): − Lượng tử hóa giá trị: ánh xạ có tổn hao từ khoảng biểu diễn giá trị liên tục biên độ tín hiệu thành khoảng biểu diễn giá trị rời rạc – mức giá trị hay từ mã − Nhằm mục đích chuyển đổi tập thông tin đầu vào số liên tục thành số nguyên với dung lượng nhỏ − Nếu tập thông tin đầu vào vecto gọi lượng tử hóa vecto  Khối E ( encode ): − Mã hóa có độ dài cố định : mã ASCII ( American Standard Code for Information Interchange), UPC ( Universal Product Code ) => trình giải mã đơn giản,không có hiệu nén − Mã hóa có độ dài thay đổi : mã shannon, huffman, RLE… − Ví dụ mã RLE: tập tin xuất ký tự lặp lại, chuỗi sau: AAACCAACCCCBBB Chuỗi mã hóa cách thay chuỗi ký tự lặp lại thể gồm biến đếm số ký tự lặp lại ký tự lặp lại Chuỗi mã hóa thành: 3ACCAA4C3B B Phép biến đổi DCT DWT Phép biến đổi DCT 1.1 Kỹ thuật mã hóa dựa phép biến đổi DCT Phép biến đổi cosin rời rạc-DCT( discrete cosine transform) biến đổi thông tin ảnh từ miền thời gian sang miền tần số Tính chất tương tự biến đổi Fourier, coi tín hiệu đầu vào tín hiệu ổn định bất biến theo thời gian 1.2 Định nghĩa tính chất phép biến đổi DCT Biến đổi DCT thuận nghịch chiều gồm N mẫu định nghĩa sau: DCT= X[m]= cos , IDCT = x(n) = cos; m,n = 0,1,2,….,M-1 = Cả DCT IDCT biến đổi trực giao, tách biệt thực Tính chất phân tách nghĩa biến đổi nhiều chiều phân tách thành biến đổi chiều Tính chất trực giao nghĩa ma trận DCT IDCT không bất thường thực biến đổi nghịch chúng đạt cách áp dụng toán tử hoán vị DCT coi liệu đầu vào tín hiệu ổn định ( bất biến) Trong chuẩn nén ảnh tĩnh video, người ta thường sử dụng DCT IDCT có kích thước mẫu Bức ảnh khung ảnh video kích thước MxN chia thành khối không chồng chéo lên hai chiều gọi ảnh kích thước 8x8 áp dụng biến đổi DCT hai chiều mã hóa áp dụng biến đổi IDCT giải mã Phép biến đổi Cosin rời rạc DCT chiều: 2D DCT= X[u,v] = cos cos Với x(k,l) tín hiệu 2D, ma trận liệu kích thước MN X(u,v): ma trận kết DCT miền tần số, phân tích khai triển x(k,l) theo hàm sóng sở Cosin Phép biến đổi cosin cho tín hiệu hai chiều thực theo hàng sau theo cột, gồm phép biến đổi chiều công thức DCT chiều: X(u) = cos Với Thuật toán để tính DCT IDCT thực hiến phép biến đổi 1-D cho hàng đến cột ma trận 1.3 Đăc điểm phép biến đổi DCT Đặc điểm phép biến đổi DCT tín hiệu hình ảnh miền không gian chuyển sang miền tần số thành phần DC thành phần AC mang hầu hết thông tin chứa ảnh gốc Trong đó, DC thành phần quan trọng mang độ chói trung bình ảnh, thành phần AC chứa thông tin chi tiết ảnh Sau qua khối lượng tử hóa, hệ số quan trọng bị loại bỏ bớt giữ lại số hệ số gọi hệ số DCT Phép biến đổi DWT 2.1 Phép biến đổi DWT Không giống biến đổi Fourier thích hợp phân tích tín hiệu ổn định, Wavelet phép biến đổi sử dụng để phân tích tín hiệu không ổn định-là tín hiệu có đáp ứng tần số thay đổi theo thời gian Phép biến đổi DWT áp dụng băng lọc: thông cao thông thấp Thiết kế lọc tương đương kỹ thuật mã hóa băng con, nghĩa là: cần thiết kế lọc thông thấp, lọc thông cao lọc thông thấp dịch góc 180 độ Tuy nhiên khác với mã hóa băng con, lọc DWT thiết kế phải có đáp ứng phổ phẳng, trơn trực giao Hình 2.1: Minh họa dạng tổng quát biến đổi DWT chiều Theo đó, tín hiệu cho qua lọc thông cao H thông thấp G lấy mẫu xuống hệ số tạo thành biến đổi DWT mức Biến đổi ngược thực ngược lại: lấy mẫu lên hệ số sử dụng lọc khôi phục H’, G’( lý tưởng H’ G’ H, G) Từ biến đổi DWT chiều mở rộng định nghĩa biến đổi DWT hai chiều theo cách: sử dụng lọc riêng biệt, thực biến đổi DWT chiều liệu vào( ảnh) theo hàng thực theo cột Theo cách thực biến dổi DWT mức 1, tạo nhóm hệ số biến đổi trình biến đổi DWT hai chiều minh họa hình… nhóm hệ số LL, HL, LH, HH Hình 2.2: minh họa DWT hai chiều cho ảnh 2.2 Hai thuật toán nén sử dụng DWT điển hình So với phép biến đổi DCT sử dụng chuẩn nén JPEG đời năm 1992, nén ảnh dựa biến đổi DWT có cải tiến đáng kể Tuy nhiên cải tiến mang tính đột phá sử dụng DWT để nén ảnh bắt đầu kỹ thuật mã hóa-EZW(embedded zero-tree wavelet) Thuật toán EZW dựa khả khai thác thuộc tính đa phân giải biến đổi wavelet để đưa thuật toán phức tạp tính toán mà cho hiệu nén cao Những cải tiến nâng cấp EZW sau đời số thuật toán tương tự như: SPIHT(set partitationing in hierarchical tree-cây phân cấp phân tập) ZTE Gần có thêm thuật toán đề xuất LS(lifting scheme) sử dụng để tạo biến đổi wavelet số nguyên Kỹ thuật sử dụng lọc wavelet trực giao đem lại hiệu cao cho ứng dụng nén ảnh có tổn hao 2.3 Biến đổi wavelet liên tục Biến đổi wavelet liên tục(CWT) hàm f(t) hàm wavelet mẹ (t) hàm số thực phức liên tục thỏa mãn tính chất sau: Tích phân suy rộng toàn trục t hàm (t) 0, tức là: =0 Tích phân lượng hàm toàn trục t số hữu hạn, tức dt = Có nghĩa hàm (t) phải hàm bình phương khả tích nghĩa hàm (t) thuộc không gian (R) hàm bình phương khả tích Sau hàm wavelet (t) lựa chọn, biến đổi wavelet liên tục hàm bình phương khả tích f(t) tính theo công thức: W(a,b) = () dt Biến đổi hàm hai tham số thực a b Dấu * ký hiệu liên hiệp phức (t) Nếu định nghĩa hàm theo biểu thức = () Chúng ta viết được: = Với giá trị hệ số chuẩn hóa để đảm bảo tích phân lượng hàm độc lập với a b: dt = dt Với giá trị a dịch b đơn vị trục thời gian Do b gọi tham số dịch Đặt tham số dịch b = ta thu được: = điều cho thấy a tham số tỷ lệ Khi a > hàm wavelet trải rộng < a < hàm co lại Sau ta định nghĩa phép biến đổi ngược biến dổi wavelet liên tục Gọi biến đổi Fourier : = dt Nếu biến đổi CWT f(t) hàm wavelet , biến đổi ngược biến đổi CWT tính sau: f(t)=dadb với giá trị C định nghĩa là: C = d biến đổi CWT tồn C dương hữu hạn Do C gọi điều kiện tồn biến đổi wavelet Cùng với hai điều kiện nêu trên, điều kiện thứ mà hàm cần phải thỏa mãn để lựa chọn làm hàm wavelet Chúng ta xem biến đổi CWT ma trận hai chiều kết phép tính tích vô hướng hai hàm f(t) Các hàng ma trận tương ứng với giá trị a cột tương ứng với giá trị b cách tính biến đổi wavelet theo tích vô hướng trình bày trên: = => = 2.4 Biến đổi wavelet rời rạc Việc tính toán hệ số wavelet tất tỉ lệ công việc phức tạp Nếu tính toán tạo lượng liệu khổng lồ Để giảm thiểu công việc tính toán người ta chọn tập nhỏ giá trị tỉ lệ vị trí để tiến hành tính toán Hơn việc tính toán tiến hành tỉ lệ vị trí sở lũy thừa số kết thu hiệu xác nhiều Quá trình chọn tỷ lệ vị trí để tính toán tạo thành lưới nhị tố(dyadic) Một phân tích hoàn toàn thực nhờ biến đổi wavelet rời rạc-DWT Do đó, việc tính toán biến đổi DWT thực chất rời rạc hóa biến đổi wavelet liên tục-CWT Việc rời rạc hóa thực với lựa chọn hệ số a b: a= n; m,n Z Ta có tập sóng con: = (t - n), m,n Các hệ số wavelet: = = (t - n)dt Hàm f(t) khôi phục: f(t)= Việc tính toán hệ số biến đổi wavelet dễ dàng thực băng lọc số nhiều nhịp đa kênh Hình 2.3: Minh họa lưới nhị tố dyadic với giá trị m n 2.5 Đặc điểm phép biến đổi DWT Biến đổi Wavelet dù làm việc với tín hiệu chiều sau biến đổi xong ta thu hàm số hai biến tập cặp giá trị minh họa thành phần tần số khác tín hiệu xảy thời điểm t Các giá trị tạo thành cột cho biết thành phần tần số b có thời điểm t giá trị tạo thành hàng cho biết thời điểm t tín hiệu f(t) có thành phần tần số C Phân tích vai trò phép biến đổi Wavelet nén ảnh JPEG 2000 Vai trò phép biến đổi Wavelet nén ảnh JPEG-2000 Đặc điểm JPEG2000 liên quan đến Wavelet 1.1 Vai trò phép biến đổi Wavelet nén ảnh JPEG-2000 Tập trung lượng giúp nén liệu : Qua phép biến đổi DWT, lượng tín hiệu tập trung vào hệ số Phần lớn lượng (phần mang thông tin 10 tín hiệu) tập trung vào vài hệ số định Thông qua việc loại bỏ vài hệ số không trọng yếu, khả nén liệu tăng cao Không có hiệu ứng blocking: DWT thực toàn ảnh hay chia khối theo vùng ROI (Region of Interesting) Do không gây hiệu ứng blocking DCT Đa phân giải: DWT có chức đa phân giải Việc thực DWT theo tầng giúp tạo chức đa phân giải Chính nhờ khả đa phân giải DWT có tính đa phân giải JPEG-2000 1.2 Đặc điểm JPEG-2000 có liên quan đến biến đổi Wavelet Tốc độ dòng bit thấp, hiệu tỷ số nén tăng 30% so với ảnh JPEG nén dựa DCT: Dựa phép phân tích đa phân giải cho phép chia dải tần số ảnh thành nhiều dải tần mã hóa dải tần số lượng bit khác phù hợp tăng hiệu tỷ số nén đảm bảo chất lượng ảnh nén Chất lượng ảnh JPEG-2000 tốt JPEG tránh nhược điểm gây lỗi khối kỹ thuật chia khối 8x8 nén phương pháp ảnh JPEG Nén với tỷ lệ bit thấp: tiêu chuẩn JPEG-2000 đưa khả nén với tốc độ bit thấp so với tiêu chuẩn nén (ví dụ 0.25bpp cho ảnh xám chi tiết cao) Ý nghĩa đặc điểm đạt tốc độ bit thấp mà không làm méo ảnh Nén tổn hao nén không tổn hao: JPEG-2000 có khả nén không tổn hao nén tổn hao.Ví dụ ứng dụng sử dụng đặc tính nén không tổn hao: ảnh y tế, ứng dụng mạng Nó yêu cầu tiêu chuẩn có đặc tính tạo dòng bit nhúng cho phép cải thiện chất lượng ảnh Các loại lọc mà DWT sử dụng: Daubechies(9,7): lọc số thực, dùng cho nén có tổn hao Daubechies(5,3): lọc số nguyên, dùng cho nén không tổn hao Mã hóa vùng quan tâm ROI: thông thường ảnh người ta quan tâm đến số vùng ảnh Đặc điểm cho phép người sử dụng xác định xác vùng quan tâm ảnh để mã hóa truyền với chất lượng tốt méo so với vùng lại Phương pháp có phương pháp thực MAXSHIFT Scale 11 Xử lý truy nhập ngẫu nhiên: đặc điểm cho phép người sử dụng xác định vùng quan tâm ảnh để truy nhập ngẫu nhiên và/hoặc giải nén méo so với vùng ảnh lại Xử lý dòng mã ngẫu nhiên cho phép ta quay ảnh, dịch ảnh, lọc ảnh, khai triển đặc điểm tỷ lệ ảnh Giảm khả lỗi bit: giảm khả lỗi bit thiết kế dòng mã hóa Một ứng dụng truyền kênh viễn thông không dây Tỷ lệ dòng mã hóa quan trọng dòng mã khác xác định chất lượng ảnh giải mã Dòng bit thiết kế quy tắc trợ giúp hệ thống chỉnh sửa lỗi đến sau lỗi giải mã Kiến trúc mở: đặc điểm cho phép kiến trúc mở để tối ưu hệ thống cho ứng dụng loại ảnh khác Với đặc tính này, giải mã thực công cụ lõi phân tích để hiểu dòng mã Nếu cần thiết, không xác định công cụ yêu cầu từ giải mã để bên nguồn gửi sang Miêu tả nội dung: ảnh lưu giữ, index tìm kiếm đặc điểm quan trọng xử lý ảnh Miêu tả nội dung ảnh thành phần hệ thống nén ảnh (ví dụ thông tin liệu phụ metadata) Bảo mật ảnh: bảo vệ ảnh số có nhận nhờ watermarking, label, tem mã mật hóa (Encryption) Nhãn thực SPIFF phải dễ truyền truyền lại tới file ảnh JPEG-2000 Nén hai mức nhiều mức: đưa tiêu chuẩn mã hóa có khả mã hóa ảnh hai mức, nhiều mức Nếu thực hiện, tiêu chuẩn cố gắng đạt với nguồn hệ thống tương tự Hệ thống phải nén giải nén với dải thông thay đổi (ví dụ bit tới 16 bit) cho thành phần màu Ví dụ sử dụng đặc tính là: ảnh y học với lớp thích, ảnh đồ họa ảnh máy tính tạo với nhị phân gần vùng nhị phân, mặt phẳng alpha suốt D Thử nghiệm ứng dụng, đo lường hiệu giải pháp nén với chuẩn JPEG2000 so sánh với hiệu chuẩn JPEG Chuẩn bị Phần mềm Apollo Compression Demo: phần mềm mã nguồn mở, download từ trang chủ: http://www.accusoft.com/picphotodemo.html 12 Phần mềm Advanced JPEG Compressor 2011: phần mềm mã nguồn đóng muốn sử dụng phải đăng kí key quyền, download từ địa chỉ: https://www.bagas31.com/2011/09/advanced-jpeg-compressor-2011-patch.html Phần mềm Matlab 2013a Ảnh Uyen Nhi.bmp với kích thước 460x689, dung lượng 950,874 bytes (928 KB) Kịch tiến hành thử nghiệm 2.1 Các thông số cần đo chuẩn nén ảnh JPEG2000 PSNR – Tỉ số tín hiệu cực đại nhiễu: tỉ lệ giá trị lượng tối đa tín hiệu gốc lượng nhiễu (các lỗi nén có mát liệu) PSNR tính thông qua MSE:dung cho ảnh kích thước mxn I ảnh gốc, K ảnh khôi phục: 13 Khi đó: MAXI giá trị tối đa pixel ảnh tín hiệu biểu diễn B bits đơn vị lấy mẫu, MAXI = 2^B−1 Với ảnh màu RGB, MSE tổng giá trị màu chia cho kích thước ảnh chia cho Trong nén ảnh có mát, PSNR khoảng 30-50dB, giá trị cao tốt Giá trị chấp nhận truyền tín hiệu không dây có tổn thất khoảng từ 20 dB đến 25 dB 2.2 Thử nghiệm hiệu nén ảnh JPEG2000 Đầu tiên dùng phần mềm Apollo Compression Demo để nén ảnh Uyen Nhi.png trên, dùng phím Save chọn định dạng để lưu 14 Kết quả: (JPEG 2000 lossless: 330KB) 15 JPEG2000 lossy: tỉ số nén 20:1(46,3KB) JPEG2000 tỉ số nén 65:1 (14,2KB) Tiếp đến ta sử dụng lập trình Matlab để tính xem số MSE, PNSR ảnh sau nén Đoạn code nhập ảnh gốc ảnh sau nén: Kết ảnh nén lossless: MSE=0 nên PSNR không xác định Điều nén không mát thông tin 16 Đối với ảnh nén lossy: Ảnh nén với tỉ số 20:1 Mse=1,1433.10^-4, PSNR=87,6 Ảnh nén với tỉ số 40:1 Mse=0,0034, PSNR=72,8 2.3 So sánh ảnh nén JPEG2000 ảnh nén JPEG Ta so sánh chuẩn nén JPEG2000 JPEG tình huống: tỉ số nén, tỉ số nén tối đa tối thiểu Cách làm dùng phần mềm Advanced JPEG Compressor 2011 Sau load ảnh, ta lựa chọn tỉ số nén phần Set Target hình sau: 17 Với tỉ số nén lossy 65:1 JPEG 2000 (14,2 KB) JPEG (13,8 KB) Với tỉ số nén 100:1 18 JPEG 2000 (9,29KB) JPEG (9,08KB) Nén với tỉ số nén tối đa: 19 JPEG 2000 (2,3KB) JPEG (3,38KB) Nhận xét: Bằng mắt thường ta nhận chuẩn nén JPEG-2000 có hiệu nén cao nhiều so với chuẩn nén JPEG Các đường nét ảnh giữ lại tốt Ngoài cách khác để so sánh chuẩn nén ảnh truy cập vào trang: http://www.aware.com/imaging/demos/lena_compare.html Ở ảnh cho trước, kết hiển thị ảnh nén với tỉ số từ 20:1 đến 100:1 hiển thị số PNSR Như ta nhận điểm khác biệt chuẩn nén ảnh 20 2.4 Giải thích kết liên quan đến DCT DWT Phép biến đổi Wavelet không chia khối phép biến đổi DCT mà phép biến đổi mã hóa băng nên thành phần chia thành băng tần số khác băng mã hóa riêng rẽ ảnh nén với tỉ số cao mà không làm giảm nhiều chất lượng ảnh DWT cung cấp thông tin phổ tần số tín hiệu cho biết thành phần xuất 21 TÀI LIỆU THAM KHẢO Slide giảng xử lý liệu đa phương tiện – PGS.TS Nguyễn Thị Hoàng Lan • JPEG-JPEG2000 Image Coding_EE3414: Yao Bang • Still image and Video compression with MATLAB: K.S Thyagarajan • A study of the JPEG2000 image compression standard: Clifford Lui • 22 [...]... 8x8 trong nén phương pháp ảnh JPEG Nén với tỷ lệ bit thấp: tiêu chuẩn JPEG-2000 đưa ra khả năng nén với tốc độ bit thấp hơn so với tiêu chuẩn nén hiện tại (ví dụ dưới 0.25bpp cho ảnh xám chi tiết cao) Ý nghĩa của đặc điểm này là đạt được tốc độ bit thấp mà không làm méo ảnh Nén tổn hao và nén không tổn hao: JPEG-2000 có khả năng nén không tổn hao và nén tổn hao.Ví dụ ứng dụng sử dụng đặc tính nén không... JPEG-2000 1.2 Đặc điểm của JPEG-2000 có liên quan đến biến đổi Wavelet Tốc độ dòng bit thấp, hiệu quả tỷ số nén tăng 30% so với ảnh JPEG nén dựa trên DCT: Dựa trên phép phân tích đa phân giải cho phép chia dải tần số của ảnh thành nhiều dải tần con và mã hóa ở mỗi dải tần một số lượng bit khác nhau phù hợp tăng hiệu quả tỷ số nén và đảm bảo chất lượng ảnh nén Chất lượng ảnh JPEG-2000 tốt hơn JPEG vì tránh... tâm trong ảnh để mã hóa và truyền đi với chất lượng tốt hơn và ít méo hơn so với các vùng còn lại Phương pháp này có 2 phương pháp thực hiện là MAXSHIFT và Scale 11 Xử lý và truy nhập ngẫu nhiên: đặc điểm này cho phép người sử dụng xác định vùng quan tâm của ảnh để truy nhập ngẫu nhiên và/ hoặc giải nén ít méo hơn so với các vùng ảnh còn lại Xử lý dòng mã ngẫu nhiên này cũng cho phép ta quay ảnh, dịch... nén: Kết quả đối với ảnh nén lossless: MSE=0 nên PSNR không xác định Điều này rất đúng vì là nén không mất mát thông tin 16 Đối với ảnh nén lossy: Ảnh nén với tỉ số 20:1 Mse=1,1433.10^-4, PSNR=87,6 Ảnh nén với tỉ số 40:1 Mse=0,0034, PSNR=72,8 2.3 So sánh ảnh nén JPEG2000 và ảnh nén JPEG Ta so sánh giữa 2 chuẩn nén JPEG2000 và JPEG trong các tình huống: cùng tỉ số nén, tỉ số nén tối đa tối thiểu Cách... nén ảnh này là truy cập vào trang: http://www.aware.com/imaging/demos/lena_compare.html Ở đây cùng 1 tấm ảnh cho trước, kết quả hiển thị của ảnh nén với cùng tỉ số từ 20:1 đến 100:1 được hiển thị cùng chỉ số PNSR Như vậy ta có thể nhận ra ngay điểm khác biệt của 2 chuẩn nén ảnh này 20 2.4 Giải thích kết quả liên quan đến DCT và DWT Phép biến đổi Wavelet không chia khối như phép biến đổi DCT mà là phép. .. hiệu quả nén ảnh JPEG2000 Đầu tiên chúng ta dùng phần mềm Apollo Compression Demo để nén ảnh Uyen Nhi.png ở trên, dùng phím Save rồi chọn định dạng để lưu 14 Kết quả: (JPEG 2000 lossless: 330KB) 15 JPEG2000 lossy: tỉ số nén 20:1(46,3KB) JPEG2000 tỉ số nén 65:1 (14,2KB) Tiếp đến ta sử dụng lập trình Matlab để tính xem các chỉ số MSE, PNSR của các ảnh sau nén Đoạn code này nhập ảnh gốc và ảnh sau nén: Kết... các ứng dụng mạng Nó cũng yêu cầu tiêu chuẩn có đặc tính tạo ra dòng bit nhúng và cho phép cải thiện chất lượng ảnh Các loại bộ lọc mà DWT sử dụng: Daubechies(9,7): bộ lọc số thực, dùng cho nén có tổn hao Daubechies(5,3): bộ lọc số nguyên, dùng cho nén không tổn hao Mã hóa vùng quan tâm ROI: thông thường trong một ảnh người ta chỉ quan tâm đến một số vùng của ảnh Đặc điểm này cho phép người sử dụng. .. khi load ảnh, ta lựa chọn tỉ số nén ở phần Set Target như trên hình sau: 17 Với cùng tỉ số nén lossy 65:1 JPEG 2000 (14,2 KB) JPEG (13,8 KB) Với cùng tỉ số nén 100:1 18 JPEG 2000 (9,29KB) JPEG (9,08KB) Nén với tỉ số nén tối đa: 19 JPEG 2000 (2,3KB) JPEG (3,38KB) Nhận xét: Bằng mắt thường ta có thể nhận ra chuẩn nén JPEG-2000 có hiệu quả nén cao hơn nhiều so với chuẩn nén JPEG Các đường nét của ảnh vẫn... giải nén với dải thông thay đổi (ví dụ 1 bit tới 16 bit) cho mỗi thành phần màu Ví dụ sử dụng đặc tính này là: ảnh y học với một lớp chú thích, ảnh đồ họa và ảnh máy tính tạo ra với nhị phân và gần vùng nhị phân, mặt phẳng alpha và trong suốt D Thử nghiệm ứng dụng, đo lường hiệu năng giải pháp nén với chuẩn JPEG2000 và so sánh với hiệu năng chuẩn JPEG 1 Chuẩn bị Phần mềm Apollo Compression Demo: là phần... nhờ watermarking, label, tem và mã mật hóa (Encryption) Nhãn được thực hiện trong SPIFF và phải dễ truyền đi truyền lại tới file ảnh JPEG-2000 Nén hai mức và nhiều mức: đưa ra tiêu chuẩn mã hóa có khả năng mã hóa cả ảnh hai mức, nhiều mức Nếu thực hiện, tiêu chuẩn này cố gắng đạt được với nguồn hệ thống tương tự nhau Hệ thống này phải nén và giải nén với dải thông thay đổi (ví dụ 1 bit tới 16 bit) ... nhiều phương pháp nén khác đời có phương phán nén dựa phép biến đổi hình thức phổ biến nay, nên bọn em chọn đề tài “ Phương pháp nén dựa phép biến đổi ứng dụng “ để tìm hiểu trình học hướng dẫn cô... Chúng em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC A Tìm hiểu chung phương pháp nén dựa phép biến đổi Tìm hiểu chung phương pháp nén dựa phép biến đổi Nén ảnh kỹ thuật mã hóa ảnh số hóa nhằm giảm số lượng... hóa thành: 3ACCAA4C3B B Phép biến đổi DCT DWT Phép biến đổi DCT 1.1 Kỹ thuật mã hóa dựa phép biến đổi DCT Phép biến đổi cosin rời rạc-DCT( discrete cosine transform) biến đổi thông tin ảnh từ miền