Hình 1.12 Suy hao trong thiết bị phát và thu
1.2.2.3.1.Khái quát về kỹ thuật nén ảnh số
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của máy tính và sự ra đời của Internet thì việc tìm một phương pháp nén ảnh để giảm bớt không gian lưu trữ thông tin và truyền thông tin trên mạng nhanh chóng đang là một yêu cầu cần thiết.
Trong những năm gần đây, có rất nhiều các phương pháp đã và đang được nghiên cứu rộng rãi để thực hiện nén ảnh, Tất cả đều với một mục đích chung là làm thế nào để biểu diễn một ảnh với ít bit nhất để có thể tối thiểu hóa dung lượng kênh truyền và không gian lưu trữ trong khi vẫn giữ được tính trung thực của ảnh, Điều này tương đương với việc biểu diễn ảnh có độ tin cậy cao nhất với tốc độ bit nhỏ nhất. Tốc độ bit được đo bằng số bit trên một điểm ảnh (pixel). Tốc độ bit đối với ảnh đen trắng khi chưa được nén là 8bit/pixel và đối với ảnh màu là 24bit/pixel, Các kỹ thuật nén hiện nay
cho phép dung lượng ảnh được nén giảm 30 đến 50 lần so với ảnh gốc mà ảnh vẫn giữ được độ trung thực cao, Độ trung thực của ảnh được đánh giá dựa trên tiêu chí như lỗi trung bình bình phương (MSE: Mean Square Error) hoặc tỷ số tín hiệu trên tạp âm (SNR: Signal-to-Noise rotio) giữa ảnh gốc và ảnh nén.
Các nguyên tắc của nén ảnh.
Một tính chất chung nhất của tất cả các ảnh số đó là tương quan giữa các pixel ở cạnh nhau lớn, điều này dẫn đến dư thừa thông tin để biểu diễn ảnh, Dư thừa thông tin sẽ làm cho việc mã hóa không tối ưu, Do đó công việc cần làm để nén ảnh là phải tìm được các biểu diễn ảnh với tương quan nhỏ nhất để giảm thiểu độ dư thừa thông tin của ảnh, Thực tế, có hai kiểu dư thừa thông tin được phân lọai như sau:
Dư thừa trong miền không gian: Tương quan giữa các giá trị pixel của ảnh, điều
này có nghĩa rằng các pixel lân cận của ảnh có giá trị gần giống nhau (trừ những pixel ở giáp đường biên ảnh).
Dư thừa trong miền tần số: Tương quan giữa các mặt phẳng màu hoặc dãi phổ
khác nhau.
Trọng tâm của việc nghiên cứu về nén ảnh là tìm cách giảm số bit cần để biểu diễn ảnh bằng việc lọai bỏ dư thừa trong miền không gian và miền tần số càng nhiều càng tốt.
Các kỹ thuật nén ảnh được sử dụng.
Nén ảnh không mất thông tin: Với phương pháp này sau khi giải nén ta khôi phục được chính xác ảnh gốc, các phương pháp nén này bao gồm mã hóa Huffman, mã hóa thuật toán …
Nén ảnh có mất thông tin: Ảnh giải nén có một sự sai khác nhỏ so với ảnh gốc. Các phương pháp này bao gồm:
- Lượng tử hóa vô hướng: PCM và DPCM. - Lượng tử hóa vector.
- Mã hóa biến đổi: Biến đổi cosin rời rạc (DTC), biến đổi Fourier nhanh. - Mã hóa băng con.