Báo cáo đa phương tiện dành cho các bạn sinh viên Báo cáo đa phương tiện dành cho các bạn sinh viên Báo cáo đa phương tiện dành cho các bạn sinh viên Báo cáo đa phương tiện dành cho các bạn sinh viên Báo cáo đa phương tiện dành cho các bạn sinh viên
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM MÔN: ĐA PHƯƠNG TIỆN
Họ tên sinh viên : Lê Minh Chánh
Mã lớp TN : 686892
MSSV : 20155150
Lớp : CN ĐT 01 K60
Email : cuchanh97@gmail.com
Trang 2Hà Nội, 2019
Trang 3MỤC LỤC
MODULE 1: CÁC THAO TÁC XỬ LÝ ẢNH TRÊN MATLAB 2
MODULE 2: BIẾN ĐỔI DCT ẢNH KHỐI TRƯỚC KHI NÉN 7
MODULE 3: TIẾP CẬN XỬ LÝ AUDIO VÀ VIDEO 11
MODULE 4 THIẾT KẾ BỘ MÃ HÓA – GIẢI MÃ TỰA JPEG 17
Trang 4MODULE 1: CÁC THAO TÁC XỬ LÝ ẢNH
TRÊN MATLAB
1 Đọc file ảnh từ MatLab
Code:
A = imread('myAvt.jpg'); % Ham doc anh trong thu muc hien hanh
imshow(A); % Ham hien thi anh
Kết quả thu được:
Nhận xét:
Ma trận ảnh A thu được là một mảng dữ liệu 3 chiều kích thước 256x256x3 định nghĩa các giá trị màu red, green, blue (giá trị 0 – 255) cho mỗi pixel riêng biệt.
2 Hiển thị 3 ảnh thành phần của ảnh RGB của ảnh và vẽ histogram của 3 ảnh thành phần này
Code:
A = imread('myAvt.jpg'); % Ham doc anh trong thu muc hien hanh
R = A; G = A; B = A;
R(:, :, 2) = 0; R(:, :, 3) = 0; % Giu nguyen thanh phan R
G(:, :, 1) = 0; G(:, :, 3) = 0; % Giu nguyen thanh phan G
B(:, :, 1) = 0; B(:, :, 2) = 0; % Giu nguyen thanh phan B
Trang 5subplot(331); imshow(A);
subplot(334); imshow(R); title('R'); % Anh thanh phan R
subplot(335); imshow(G); title('G'); % Anh thanh phan G
subplot(336); imshow(B); title('B'); % Anh thanh phan B
subplot(337); imhist(A(:,:,1)); % Histogram cua thanh phan R
subplot(338); imhist(A(:,:,2)); % Histogram cua thanh phan G
subplot(339); imhist(A(:,:,3)); % Histogram cua thanh phan B
Kết quả thu được:
Trang 63 Chuyển đổi sang ảnh xám Vẽ histogram của ảnh này.
Code:
A = imread('myAvt.jpg');
gray = rgb2gray(A); % Chuyen sang anh xam
subplot(121); imshow(gray); title('Anh xam');
subplot(122); imhist(gray); title('Histrogram cua anh xam');
Trang 7Kết quả thu được:
Tăng độ tương phản của hình ảnh đầu ra
Code:
A = imread('myAvt.jpg');
gray = rgb2gray(A); % Chuyen sang anh xam
subplot(121); imshow(gray); title('Anh xam');
A_adjust = imadjust(gray, [0.35 0.65]); % Dieu chinh do tuong phan
subplot(122); imshow(A_adjust); title('Anh chinh do tuong phan');
4 Hiển thị ảnh âm bản
Code:
A = imread('myAvt.jpg');
gray = rgb2gray(A); % Chuyen sang anh xam
amban = 255.-gray; % Chuyen sang anh am ban
subplot(121); imshow(amban); title('Anh am ban');
subplot(122); imhist(amban); title('Histogram cua anh am ban');
xlim([0 255]);
Trang 8Kết quả thu được:
Trang 9MODULE 2: BIẾN ĐỔI DCT ẢNH KHỐI
TRƯỚC KHI NÉN
1 Công thức biến đổi cosine rời rạc thuận và ngược của một ma trận 2 chiều 8x8
Giá trị x n n ( , )1 2 biểu diễn các mức xám của ảnh trong miền không gian, X k k ( , )1 2 là các hệ số sau biến đổi DCT trong miền tần số.
1 2
7 7
0 0
1 2
1
��
1 2
7 7
0 0
1 2
1
��
Trong đó các hệ số
2 khi 0 ( )
1 khi 0
�
�
�
�
Sử dụng MatLab thực hiện biến đổi DCT thuận và ngược cho một ma trận 8x8 ngẫu nhiên Nhận xét.
Tạo ma trận 8x8 ngẫu nhiên bằng lệnh:
a = randi([0 255], 8, 8);
Ta có được một ma trận 8x8 như sau:
a =
208 245 107 173 70 112 181 245
231 247 234 193 11 97 193 87
32 40 202 190 24 195 70 149
233 248 245 100 210 203 174 57
161 245 167 167 177 47 167 192
24 124 9 43 81 125 41 65
71 204 217 180 243 114 30 129
140 36 239 8 8 165 127 178
Thực hiện biến đổi DCT bằng hàm dct2
a_dct = dct2(a);
a_dct =
1.0e+03 *
Trang 101.1162 0.1028 0.0457 -0.0996 -0.0963 -0.0243 0.0392 -0.0266 0.1351 0.0586 0.0802 -0.0210 -0.0102 0.1090 -0.0724 -0.0872 -0.0178 -0.0309 0.0996 -0.0579 0.0032 0.0533 0.0650 -0.0315 -0.0210 0.0098 0.0440 0.0221 0.0903 -0.1055 -0.1898 -0.0457 0.1425 0.0024 0.1366 0.0348 0.0010 0.0056 -0.0165 0.0807 0.0601 -0.0002 -0.1129 0.0433 0.0301 -0.1022 0.0077 0.0042 -0.2115 -0.1689 0.0237 0.0216 0.0000 0.0154 0.0982 -0.0805 0.0367 -0.0639 -0.0473 -0.1355 0.0952 -0.0156 -0.0002 -0.0266
Thực hiện biến đổi DCT ngược bằng hàm idct2
a_idct = idct2(a_dct);
a_idct =
208.0000 245.0000 107.0000 173.0000 70.0000 112.0000 181.0000 245.0000 231.0000 247.0000 234.0000 193.0000 11.0000 97.0000 193.0000 87.0000 32.0000 40.0000 202.0000 190.0000 24.0000 195.0000 70.0000 149.0000 233.0000 248.0000 245.0000 100.0000 210.0000 203.0000 174.0000 57.0000 161.0000 245.0000 167.0000 167.0000 177.0000 47.0000 167.0000 192.0000 24.0000 124.0000 9.0000 43.0000 81.0000 125.0000 41.0000 65.0000 71.0000 204.0000 217.0000 180.0000 243.0000 114.0000 30.0000 129.0000 140.0000 36.0000 239.0000 8.0000 8.0000 165.0000 127.0000 178.0000
Nhận xét: kết quả biến đổi DCT ngược cho kết quả giống với ma trận ban đầu.
2 Thực hiện phép biến đổi DCT (Tính tay) cho ma trận
20 20 20 20 20 20 20 20
20 20 20 20 20 20 20 20
20 20 20 20 20 20 20 20
20 20 20 20 20 20 20 20
40 40 40 40 40 40 40 40
40 40 40 40 40 40 40 40
40 40 40 40 40 40 40 40
40 40 40 40 40 40 40 40
Biến đổi DCT theo từng hàng ta được:
56.5685 0 0 0 0 0 0 0
56.5685 0 0 0 0 0 0 0
56.5685 0 0 0 0 0 0 0
56.5685 0 0 0 0 0 0 0
Trang 11113.1371 0 0 0 0 0 0 0
113.1371 0 0 0 0 0 0 0
113.1371 0 0 0 0 0 0 0
113.1371 0 0 0 0 0 0 0
Biến đổi DCT theo từng cột ta được:
240 0 0 0 0 0 0 0
-72.4903 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
25.4552 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
-17.0086 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
14.4192 0 0 0 0 0 0 0
3 Thực hiện mô phỏng
Code:
A = zeros(16); B = zeros(16); % Tao ma tran 0 16x16
A(6:11,6:11) = 255; % Tao ma tran A nhu yeu cau
subplot(121); imshow(A); title('Anh tao ban dau'); % Hien thi anh ban dau
% Chia anh A thanh 4 khoi 8x8
A1 = A(1:8,1:8); A2 = A(1:8,9:16);
A3 = A(9:16,1:8); A4 = A(9:16,9:16);
% Thuc hien bien doi DCT cac khoi anh
A1_dct = dct2(A1); A2_dct = dct2(A2);
A3_dct = dct2(A3); A4_dct = dct2(A4);
% Bang trong so luong tu hoa
Q = [16 11 10 16 24 40 51 61;
12 12 14 19 26 58 60 55;
14 13 16 24 40 57 69 56;
14 17 22 29 51 87 80 62;
18 22 37 56 68 109 103 77;
24 35 55 64 81 104 113 92;
49 64 78 87 103 121 120 101;
72 92 95 96 112 100 103 99];
% Chia cho bang luong tu hoa
A1_lt = A1_dct./Q; A2_lt = A2_dct./Q;
A3_lt = A3_dct./Q; A4_lt = A4_dct./Q;
% Thuc hien bien doi IDCT
A1_I = idct2(A1_lt); A2_I = idct2(A2_lt);
A3_I = idct2(A3_lt); A4_I = idct2(A4_lt);
% Ghep anh
B(1:8,1:8) = A1_I; B(1:8,9:16) = A2_I;
B(9:16,1:8) = A3_I; B(9:16,9:16) = A4_I;
subplot(122); imshow(B); title('Anh tao sau khi nen'); % Hien thi anh B
Trang 12Kết quả mô phỏng:
Nhận xét: Ảnh tạo ban đầu và ảnh tạo sau khi nén gần giống nhau, chỉ có sự sai khác rất nhỏ
Trang 13MODULE 3: TIẾP CẬN XỬ LÝ AUDIO VÀ VIDEO
Audio
1 Nạp 1 file audio vào MatLab và bật qua loa máy tính
[y, fs] = audioread('myAudio.wav');
sound(y,fs);
Vẽ dạng sóng dữ liệu trong cửa sổ MatLab
Code:
[y, fs] = audioread('myAudio.wav');
plot(y,'b');
title('Song du lieu');
Kết quả thu được:
Tăng kích thước dạng sóng lên 30%
Code:
[y, fs] = audioread('myAudio.wav');
y = y.*(1.3);
sound(y,fs);
plot(y,'b');
title('Song du lieu sau khi tang len 30%');
Trang 14Kết quả thu được:
2 Tạo 1 vector 2*4096 giá trị ngẫu nhiên Đặt tần số lấy mẫu Fs = 4096.
aud = rand(1, 2*4096);
fs = 4096;
Bật vector như 1 âm thanh qua loa máy tính và vẽ dạng sóng
Code:
aud = rand(1, 2*4096);
fs = 4096;
sound(aud, fs);
plot(aud,'b');
title('Song du lieu');
Trang 15Kết quả thu được:
Video
1 Bật video trong MatLab
Code:
obj = VideoReader('myVideo.avi');
vid = obj.read();
implay(vid);
Kết quả:
Trang 162 Hiển thị từng khung ảnh (frame)
Code:
file = aviinfo('myVideo.avi'); % Lay thong tin file
nFrames = file.NumFrames; % So frame trong video
Rate=file.AudioRate;
for k = 1:10 % Lay 10 frame dau tien
this_frame = read(M, k); % Doc tung frame
thisfig = figure();
image(this_frame); % Hien thi 1 frame
title(sprintf('Frame #%d', k));
end
Kết quả mô phỏng
3 Tạo ra một đoạn phim mới bằng cách hoán vị ngẫu nhiên các frame ảnh gốc ban đầu
Code:
file = VideoReader('myVideo.avi'); % Lay thong tin file video
newavi = VideoWriter('newvideo.avi'); % Tao ra 1 file avi moi
newavi.FrameRate = 30;
open(newavi);
pos = randi([1 150],1,150); % Hoan vi ngau nhien vi tri cac frame
for k = 1:150
this_frame = read(file, pos(k)); % Doc tung frame
writeVideo(newavi,this_frame);
end
disp('Closing movie file'); % Dong video goc
close(newavi);
disp('Display new video'); % Chay video moi
implay('newvideo.avi');
Kết quả mô phỏng:
Trang 17MODULE 4 THIẾT KẾ BỘ MÃ HÓA – GIẢI MÃ TỰA JPEG
1 Mã hóa
Code:
clear all, close all;
imRGB = imread('myAvt.jpg');
figure, imshow(imRGB), title('RGB Full Image');
imYIQ = rgb2ntsc(imRGB);
imYIQsubI = imresize(imYIQ(:,:,2), 0.5, 'bilinear');
imYIQsubQ = imresize(imYIQ(:,:,3), 0.5, 'bilinear');
imYIQupsampI = imresize(imYIQsubI, 2);
imYIQupsampQ = imresize(imYIQsubQ, 2);
reconstruct_imYIQ = imYIQ;
reconstruct_imYIQ(:,:,2) = imYIQupsampI;
reconstruct_imYIQ(:,:,3) = imYIQupsampQ;
reconstruct_imRGB = uint8(256*ntsc2rgb(reconstruct_imYIQ));
figure, imshow(reconstruct_imRGB), title('Recontructor RGB Full Image');
figure, imshow(256*abs(imRGB(:,:,1)-reconstruct_imRGB(:,:,1)));
title('Recontructor R error');
figure, imshow(256*abs(imRGB(:,:,2)-reconstruct_imRGB(:,:,2)));
Trang 18figure, imshow(256*abs(imRGB(:,:,3)-reconstruct_imRGB(:,:,3)));
title('Recontructor B error');
Kết quả mô phỏng:
2 Giải mã
Code:
I = imread('myAvt.jpg');
I1 = I;
I2 = double(I);
[row col] = size(I);
I = double(I);
I = I - (128*ones(256));
QX = [16 11 10 16 24 40 51 61;
12 12 14 19 26 58 60 55;
14 13 16 24 40 57 69 56;
14 17 22 29 51 87 80 62;
18 22 37 56 68 109 103 77;
24 35 55 64 81 104 113 92;
49 64 78 87 103 121 120 101;
72 92 95 98 112 100 103 99];
DCT_matrix8 = dct(eye(8));
iDCT_matrix8 = DCT_matrix8;
dct_restored = zeros(row, col);
QX = double(QX);
for i = 1:8:row
Trang 19for j = 1:8:col
zBLOCK = I(i:i+7, j:j+7);
win1 = DCT_matrix8*zBLOCK*iDCT_matrix8;
dct_domain(i:i+7, j:j+7) = win1;
end
end
for i = 1:8:row
for j = 1:8:col
win1 = dct_domain(i:i+7,j:j+7);
win2=round(win1./QX);
dct_quantized(i:i+7,j:j+7)=win2;
end
end
for i = 1:8:row
for j = 1:8:col
win2 = dct_quantized(i:i+7,j:j+7);
win3 = win2.*QX;
dct_dequantized(i:i+7,j:j+7)=win3;
end
end
for i=[1:8:row]
for j=[1:8:col]
win3 = dct_dequantized(i:i+7,j:j+7);
win4=iDCT_matrix8*win3*DCT_matrix8;
dct_restored(i:i+7,j:j+7)=win4;
end
end
I2=dct_restored;
K=mat2gray(I2);
figure(1);imshow(I1);title('Original image');
figure(2);imshow(K);title('Restored image from DCT');