O ff lm-f0 flm flm+f0 2f lm-f0 2flm 2flm+f0 3flm-f0 3flm 3flm-f0 Tần số
2.9.2. Xấp xỉ và bù chuyển động
Trong mã chuyển động, Frame hiện thời đợc đợc dự báo từ frame trớc bằng cách xấp xỉ chuyển động giữa hai frame và bù chuyển động đó. Sự khác nhau giữa hai frame hiện hành và dự báo đợc gọi là phần d thừa của bù chuyển động và phần d thừa này sẽ đợc mã hoá.
Đối với một chuỗi video bình thờng, đặc trng về năng lợng của phần d thừa thấp hơn rất nhiều so với năng lợng trong tín hiệu video gốc do loại bỏ những thành phần d thừa tạm thời. Mã hoá phần d thừa thay vì mã hoá video giúp đảm bảo thông tin d thừa tạm thời không bị mã hoá lặp lại.
Nh vậy, việc xác định phần ảnh động là “xấp xỉ ảnh động”. Quá trình khôi phục một ảnh bằng cách dùng các phần ảnh từ ảnh trớc cùng với thông tin về chuyển động chính là “bù chuyển động”.
Sự đánh giá chuyển động có thể là toàn Frame, để tối u ta chia mỗi Frame thành các khối (9ì9 pixels) sau đó mới đánh giá chuyển động cho từng khối.
Sử dụng xấp xỉ và bù chuyển động là để thay thế hai yêu cầu trong hệ thống mã/giải mã. Đầu tiên bộ giải mã phải lu ảnh trớc trong khi tạo lại ảnh tiếp theo. Sau đó, bộ mã hoá phải tạo lại mỗi ảnh sau khi mã hoá để nó dự báo bộ giải mã tạo lại ảnh nh thế nào. Điều này là cần thiết vì bộ giải mã không có bất kỳ ảnh gốc nào cho việc tạo lại các khối bù chuyển động.
2.10. Chuẩn JPEG
2.10.1. Khái quát.
JPEG là tên của tổ chức nghiên cứu về các chuẩn nén cho ảnh đa tần liên tục thành lập 1982. Tiêu chuẩn này có thể ứng dụng cho nhiều lĩnh vực: Lu trữ ảnh, Fax màu, truyền ảnh báo chí, ảnh cho y học, camera số…
a. Mục đích của JPEG.
Tiêu chuẩn JPEG đợc định ra cho nén ảnh tĩnh đơn sắc và màu, thực hiện bởi 4 mode mã hoá đó là:
1- Mã hoá tuần tự.
ảnh đợc mã hoá theo kiểu quét từ trái sang phải, từ trên xuống dới theo kiểu quét DCT.
2- Mã hoá luỹ tiến.
ảnh đợc mã hoá bằng kiểu quét phức hợp theo chế độ phân giải không gian cho các ứng dụng trên các kiểu băng hẹp và do đó thời gian truyền dẫn có thể dài.
3- Mã hoá không tổn thất.
ảnh đợc đảm bảo khôi phục chính xác cho mỗi giá trị mẫu của nguồn. Thông tin không cần thiết sẽ bị cắt bỏ cho nên cho hiệu quả nén thấp hơn so với phơng pháp có tổn thất.
4- Mã hoá phân cấp
ảnh đợc mã hoá ở chế độ phân giải không gian phức hợp, để cho các ảnh có độ phân giải thấp có thể thấp có thể đợc truy xuất và hiển thị mà không cần giải nén nh các ảnh có độ phân giải trong không gian cao hơn.
b. Mã hoá và giải mã JPEG.
Thuật toán JPEG Baseline đã đa ra từ trớc, sau đây ta sẽ xét sơ đồ khối thuật toán mã hoá và giải mã tiêu chuẩn JPEG Baseline nh sau:
Qúa trình mã hoá và giải mã là hai quá trình ngợc nhau, đặc trng dùng trong quá trình mã hoá cho ra dòng số liệu sau khi nén và sau đó đợc đa tới phần giãn (giải nén). ở bộ giải nén, bộ mã hoá entropy biến đổi dòng bit đợc nén thành một bảng zig-zag mới có các hệ số DCT. Các hệ số này đợc nhân với các hệ số giải l- ợng tử hoá và đa đến qúa trình biến đổi DCT ngợc. Đầu ra ta có một khối 9ì9 pixels có thể không tạo lại một ảnh chính xác tín hiệu gốc vì thông tin bị mất trong quá trình mã hoá (nén có tổn hao).
Hinh 2.11: Sơ đồ mã hoá và giải mã JPEG
DCT Lượng tử hoá Mã hoá entropy ảnh nénSốliệu
Bảng
lượng tử mã hoáBảng
Block 8ì8
Giải mã
entropy lượng tửGiải IDCT Bảng mã hoá lượng tửBảng Số liệu ảnh nén Block 8ì8 47
Trên quan điểm coi hình ảnh động là một chuỗi liên tiếp các hình ảnh tĩnh. Khi đó tiêu chuẩn JPEG đợc áp dụng cho việc nén ảnh động và nó có tên gọi M- JPEG.