Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας

Transcript

1 ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας Ενότητα 8 : Πρότυπο συμπίεσης JPEG2000 Ιωάννης Έλληνας Τμήμα Η/ΥΣ

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

3 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

4 Σκοποί ενότητας Σκοπός της ενότητας αυτής είναι να κατανοήσετε το πρότυπο συμπίεσης εικόνων JPEG

5 Περιεχόμενα ενότητας Το πρότυπο συμπίεσης εικόνας JPEG2000 Σύγκριση των προτύπων συμπίεσης 5

6 JPEG2000 (1) Πρότυπο JPEG2000 Προεπεξεργασία (Preprocessing) 6

7 JPEG2000 (2) Ολίσθηση συνεχούς συνιστώσας Χρωματικός μετασχηματισμός 7

8 JPEG2000 (3) Χρωματικός μετασχηματισμός Κωδικοποιητής (core encoder) 8

9 JPEG2000 (4) Σχήμα 8.1 Μονάδα κωδικοποίησης JPEG2000. Η κάθε χρωματική συνιστώσα κωδικοποιείται ανεξάρτητα, αφού έχει προηγηθεί η διαδικασία προεπεξεργασίας. 9

10 JPEG2000 (5) Κβάντιση Σχήμα 8.2 Ομοιόμορφος κβαντιστής με νεκρή ζώνη. 10

11 JPEG2000 (6) Κβάντιση Εντροπία (μέρος Α) 11

12 JPEG2000 (7) Εντροπία (μέρος Β) 12

13 JPEG2000 (8) Μετά- επεξεργασία (Post processing) 13

14 JPEG2000 (9) Δυνατότητες προτύπου 14

15 JPEG2000 (10) Σχήμα 8.3 Δομή τελικά παραγόμενου bit-stream με το πρότυπο JPEG

16 JPEG2000 (11) Σχήμα 8.4 Περιοχή ενδιαφέροντος (ROI) με καλύτερη ποιότητα από την υπόλοιπη εικόνα (background). 16

17 JPEG2000 (12) Σχήμα 8.5 Μεγέθυνση των συντελεστών μιας περιοχής ενδιαφέροντος (ROI). (α) Ο ελάχιστος συντελεστής ROI έχει μέγεθος συγκρίσιμο με συντελεστές του υπόβαθρου. (β) Ο ελάχιστος συντελεστής ROI έχει μέγεθος μεγαλύτερο από όλους τους συντελεστές υπόβαθρου. 17

18 JPEG2000 (13) Κλιμάκωση Κλιμάκωση ποιότητας 18

19 JPEG2000 (14) Σχήμα 8.6 Αποκωδικοποίηση με μεταβλητή ανάλυση. 19

20 JPEG2000 (15) Σχήμα 8.7 Κλιμάκωση ποιότητας (SNR scalability). 20

21 JPEG2000 (16) Ελαστικότητα σε σφάλμα 21

22 JPEG2000 (17) Σχήμα 8.8 Το αποτέλεσμα παρεμβολής σφάλματος ενός bit σε ένα κωδικοποιητή SPIHT ή JPEG

23 Σύγκριση των προτύπων συμπίεσης (1) Μέρος Α 23

24 Σύγκριση των προτύπων συμπίεσης (2) Μέρος Β 24

25 Σύγκριση των προτύπων συμπίεσης (3) Η απόδοση του JPEG2000 Σχήμα 8.9 Η αντικειμενική απόδοση διαφόρων τεχνικών συμπίεσης με απώλειες. 25

26 Σύγκριση των προτύπων συμπίεσης (4) Σχήμα 8.10 Η υποκειμενική απόδοση συμπίεσης με απώλειες της εικόνας ski στα 0.25 bpp. (α) JPEG. (β) JPEG

27 Σύγκριση των προτύπων συμπίεσης (5) Σχήμα 8.11 Η υποκειμενική απόδοση συμπίεσης με απώλειες της εικόνας cmpnd1 στα 0.5 bpp. (α) JPEG. (β) JPEG

28 Σύγκριση των προτύπων συμπίεσης (6) Πίνακες 8.1 και

29 Σύγκριση των προτύπων συμπίεσης (7) Πίνακας 8.1 Συντελεστής συμπίεσης αλγορίθμων για συμπίεση χωρίς απώλειες. Πίνακας 8.2 Μέση τιμή PSNR για 200 μεταδόσεις της εικόνας café σε ένα κανάλι με θόρυβο. 29

30 Βιβλιογραφία 1. N. Η. Παπαμάρκος, Ψηφιακή Επεξεργασία και Ανάλυση Εικόνας, Δημοκρίτειο, Ξάνθη Σ. Δ. Κόλλιας, Επεξεργασία, Ανάλυση και Τεχνολογία Εικόνων και Βίντεο, Σημειώσεις ΕΜΠ, Αθήνα I. Pitas, Digital Image Processing Algorithms, Prentice Hall, R. C. Gonzalez, R. E. Woods, Digital Image Processing, Prentice Hall, 2 nd Edition R. C. Gonzalez, R. E. Woods, S. L. Eddins, Digital Image Processing Using MATLAB, Prentice Hall. 6. A. K. Jain, Fundamentals of Digital Image Processing, Prentice Hall,

31 Τέλος Ενότητας