Khái quát về kỹ thuật nén ảnh

Thảo luận trong 'XỬ LÝ ẢNH' bắt đầu bởi Lu ROm, 21 Tháng sáu 2016.

Chia sẻ trang này

Lượt xem: 953

  1. Lu ROm

    By:Lu ROmin: 21 Tháng sáu 2016
    Administrator Staff Member

    Tham gia ngày:
    25 Tháng bảy 2014
    Bài viết:
    475
    Đã được thích:
    102
    - Giới thiệu về nén ảnh:
    + Nén ảnh là một kỹ thuật mã hóa các ảnh số hóa nhằm mục đích giảm số lượng các bit dữ liệu cần thiết để biểu diễn ảnh.
    + Mục đích là làm giảm đi những chi phí trong việc lưu trữ ảnh và thời gian để truyền ảnh đi xa, nhanh trong truyền thông nhưng vẫn đảm bảo được chất lượng của hình ảnh.
    + Nén ảnh thực hiện được do thông tin trong bức ảnh không phải xuất hiện ngẫu nhiên mà có trật tự, có tổ chức vì thế khi phân tách được tính trật tự, tính tổ chức đó thì sẽ biết phân biệt được phần thông tin nào quan trọng nhất trong bức ảnh để biểu diễn và truyền đi với số lượng ít bit hơn so với ảnh gốc. Còn ở bên nhận là quá trình ngược lại nó sẽ giải mã, tổ chức, sắp xếp lại cho ra bức ảnh xấp xỉ chính xác gần với ảnh gốc nhưng vẫn thỏa mãn yêu cầu về chất lượng.
    + Phương pháp nén hiệu quả nhất thông thường sử dụng các biến đổi toán học để biến ma trận các điểm ảnh từ không gian hai chiều này sang một không gian hai chiều khác, nơi mức độ tương quan giữa các hệ số biến đổi mới nhỏ hơn.
    + Nén ảnh có rất nhiều ứng dụng trong thực tế như: truyền các văn bản đồ họa qua đường điện thoại (Fax), nén ảnh trong y tế và truyền hình cáp, nén ảnh để giảm không gian lưu trữ, tăng tốc độ truyền tải…. Chính vì khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực cùng với sự tiến bộ của lĩnh vực vi điện tử dẫn đến sự ra đời của các tiêu chuẩn nén ảnh.

    + Các kỹ thuật nén ảnh ra đời hướng tới giải quyết bài toán làm giảm thiểu khối lượng thông tin mô tả ảnh số mà chất lượng vẫn tốt, nền tảng của quá trình nén là loại bỏ dư thừa có trong tín hiệu. Độ dư thừa trong tín hiệu ảnh số phụ thuộc vào mức độ tương quan giữa các điểm ảnh, độ tương quan lớn thì độ dư thừa cũng lớn.

    + Các loại dư thừa :
    · Dư thừa thông tin về không gian: trong một bức ảnh luôn tồn tại sự tương quan giữa các điểm ảnh cạnh nhau.
    · Dư thừa thông tin về cấp xám: là dư thừa dựa vào sự tương quan giữa các màu sắc cạnh nhau.
    · Dư thừa thông tin về thời gian: trong một chuỗi ảnh video, tồn tại sự tương quan giữa các điểm ảnh của các frame khác nhau.

    + Nén ảnh là lĩnh vực nghiên cứu khá lâu đời. Thời gian đầu, các nghiên cứu đi theo hướng xử lý tín hiệu video tương tự, nhằm nén "bề rộng phổ" của tín hiệu này. Nén video trong những năm 1950 được thực hiện bằng công nghệ tương tự có tỷ số nén thấp. Các hệ truyền hình tương tự NTSC, PAL, SECAM sử dụng kỹ thuật nén tín hiệu video bằng cách giảm độ rộng băng tần thành phần màu so với thành phần chói. Ví dụ trong hệ NTSC thành phần màu I và Q có bề rộng phổ 1.3 MHz và 0.6 MHz, bề rộng phổ thành phần chói là 4.2 MHz.

    + Sự phát triển của kỹ thuật số và việc sử dụng công nghệ số vào kỹ thuật truyền hình làm cho khái niệm “nén video” trở thành đề tài nóng hổi trong những năm gần đây. Như chúng ta đã biết, tiêu chuẩn định dạng video thành phần 4:2:2 (CCIR-601) với quy định bề rộng băng tần tín hiệu chói và màu là 5.75 MHz và 2.75 MHz (± 0.1 dB). Sau khi số hóa với tần số lấy mẫu tiêu chuẩn 13.5 MHz (cho kênh chói), tốc độ bit tổng cộng của tín hiệu chói và màu là 270 Mbps. Dòng dữ liệu video số có tốc độ cao như trên không thể được truyền qua vệ tinh với độ rộng dải tần mỗi kênh 27 MHz hoặc qua hệ thống truyền hình quảng bá trên mặt đất với quy định 7÷8 MHz cho một kênh truyền hình tiêu chuẩn. Do vậy, nén tín hiệu video là công đoạn không thể thiếu để khắc phục được những khó khăn trên. Từ những năm 1980, các nhà khoa học đã đạt được những thành tựu quan trọng trong việc nén tín hiệu video và audio. Có rất nhiều hãng sản xuất thiết bị nén tín hiệu video, chủ yếu các thiết bị này làm việc với hai định dạng nén được coi là tiêu chuẩn là JPEG (Joint Photographic Experts Group) – áp dụng cho ảnh tĩnh và MPEG (Moving Picture Experts Group) - áp dụng cho ảnh động.
    nguồn: internet​