Chương 9 Nén ảnh tĩnh Dung lượng thông tin và vấn đề nén dữ liệu Ví dụ về dung lượng thông tin đa phương tiện: Một trang văn bản (text): 2 Kbytes Một ảnh màu (800 x 600 x 24 bits): 1,4 Mbytes 30 phút video (800 x 600 x 24 bits, 25 ảnh/s): 64,8 Gbytes Tốc độ dòng bít video: 275 Mbit/s 30 phút âm thanh thoại số (8kHz, 8 bits): 14 Mbytes 30 phút audio CD (44.1kHz, 16 bits, stereo): 316 Mbytes 30 phút audio (48kHz, 20 bits, stereo): 432 Mbytes Giới thiệu chung về nén ảnh Một số khái niệm Nén dữ liệu ảnh: biến đổi dòng thông tin ảnh thành từ mã nhằm giảm độ dư thừa thông tin. Các độ dư thừa thông tin: Dư thừa thông tin về không gian, về thời gian, độ dư thừa phổ và dư thừa do độ cảm thụ. Phân loại ảnh theo thời gian: o Ảnh tĩnh (Still Image): ảnh tự nhiên thu nhận (chụp), ảnh đồ họa (vẽ), có dư thừa không gian và độ dư thừa về cảm thụ. o Ảnh động (Motion Image): gồm ảnh video, ảnh động chuyên dụng, hoạt hình, biến thiên theo thời gian; Có các loại dư thừa về không gian, thời gian, phổ và dư thừa do độ cảm thụ. Dung lượng thông tin: lưu trữ, truyền (tốc độ dòng bit). Image Compression Nguyen Thi Hoang Lan (Trang 2) Các tham số chất lượng nén ảnh Tỷ số nén: Tỷ số: $$\text{CR} = \frac{\text{Kích thước dữ liệu ban đầu}}{\text{Kích thước dữ liệu sau nén}} \quad \text{(ví dụ 40:1)}$$ Tỷ số bit: $$N_b = \frac{\text{Số bit sau khi nén}}{\text{Tổng số điểm ảnh}} \quad \text{(bpp)}$$ Tốc độ dòng bít (đối với ảnh động): bit/s Chất lượng nén: (Lưu ý: Tài liệu gốc bị gõ nhầm vị trí 2 thuật ngữ Anh - Việt, dưới đây là nguyên bản theo text của bạn nhưng đã đính kèm ghi chú để bạn rõ hơn) Nén có mất mát thông tin: (lossless) (Chú thích: Đúng kỹ thuật phải là "lossy", nhưng giữ nguyên bản dịch theo text gốc của bạn) Nén không mất mát thông tin: (lossy) : MSE, SNR (Chú thích: Đúng kỹ thuật phải là "lossless") Độ phức tạp: Về thời gian nén: Nén thời gian thực / không thời gian thực. Về không gian, bộ nhớ. Image Compression Nguyen Thi Hoang Lan (Trang 3) Khái quát về phương pháp nén ảnh tĩnh Phân loại phương pháp nén ảnh Nén không mất mát thông tin: các phương pháp mã hóa dữ liệu. Nén có mất mát thông tin: phương pháp nén dựa trên phép biến đổi ảnh. Sơ đồ quy trình nén: $$\text{Ảnh đầu vào} \longrightarrow \text{Xử lý} \longrightarrow \text{Mã hóa} \longrightarrow \text{Dòng dữ liệu (0011...)} \longrightarrow \text{Giải mã} \longrightarrow \text{Xử lý} \longrightarrow \text{Ảnh đầu ra}$$ ∂F ( x, y) = ∆F ≈ F (m, n + 1) − F (m, n −1) ≈ F (m, n) * (k ) , víi D X (k ) = ⎢1 0 − 1⎥ ∂F ( x, y) = ∆F ≈ F (m + 1, n) − F (m − 1, n) ≈ F (m, n) * (k ) , ⎡1 ⎤ víi D y = ⎢0 ⎥ ∂ F ( x, y ) ≈ H x (k , l ) * X (m, n) = G x (m, n) ∂ F ( x, y ) ≈ H y (k , l ) * X (m, n) = G y