Η κωδικοποίηση των συντελεστών DC Γιακάθευποπίνακαηδιαφορά, d,του DC συντελεστήτουαπότοσυντελεστή DC τουπροηγούµενουυποπίνακαοδηγούνταιστονκωδικοποιητήεντροπίας (variable length coding VLC). Στονκωδικοποιητήηδιαφοράκατατάσσεταιανάλογαµετοµέγεθόςτηςστοακόλουθοπίνακα, ο οποίος καλείται CAT, και από την κατάταξή τους προσδιορίζεται η κωδική υπολέξη. CAT ΜΕΓΕΘΟΣ ΚΩ ΙΚΗ ΥΠΟΛΕΞΗ 0 00 1 1, 1 010 2 3, 2, 2,3 011 3 7, 4, 4, 7 100 4 15, 8, 8, 15 101 5 31, 16, 16, 15 110 6 63, 32, 32, 15 1110 7 127, 64, 64, 127 11110 8 255, 128, 128, 255 111110 9 511, 256, 256, 511 1111110 10 1023, 512, 512, 1023 11111110 11 2047, 1024, 1024, 2047 111111110 Το σύµβολο 0 χρησιµοποιείται για την ένδειξη του τέλους ενός µπλοκ ΕΟΒ. κατηγοριοποίησης των συντελεστών DC και κωδικοποίηση Haffman. 6.11-1
Ηκωδικήυπολέξητηςκατηγορίας CAT ακολουθείταιαπόένααριθµό bits, bitsπροσάρτησης, τα οποία αποτελούν το πραγµατικό µέρος της διαφοράς, και Αν d > τότε η ακολουθία προσάρτησης αποτελείται από τα λιγότερο αντιπροσωπευτικά bits της δυαδικής αναπαράσταση του d µε πρώτο το πρώτο µη µηδενικό bit. Η διαφορά d = 6 κατατάσσεται στην CAT = 3 για την οποία η κωδική υπολέξη είναι 1 1 0 Ηδυαδικήαναπαράστασητης d = 6 = 0 0 0... 0 0 1 1 0 καιτα bitsπροσάρτησηςείναι 1 1 0 Εποµένωςηκωδικήλέξηγιατηδιαφορά d = 6 > 0 είναι 1 0 0 1 1 0 Αν d < τότε η ακολουθία προσάρτησης αποτελείται από τα λιγότερο αντιπροσωπευτικά bits της δυαδικής αναπαράσταση του d 1 µε πρώτο το πρώτο µη µηδενικό bit. Η διαφορά d = 5 κατατάσσεται στην CAT = 3 για την οποία η κωδική υπολέξη είναι 1 1 0 Ηδυαδικήαναπαράστασητης d 1 = 6 = 111...11010 καιτα bitsπροσάρτησηςείναι 0 1 0 Εποµένωςηκωδικήλέξηγιατηδιαφορά d = 5 < 0 είναι 1 0 0 0 1 0 6.11-2
Η κωδικοποίηση των συντελεστών AC ( ) 0 EOB 1010 1 00 2 01 3 100 4 1011 5 1101 6 1111000 7 11111000 8 1111110110 9 1111111110000011 000010 10 1111111110 1, 1 1100 1, 2 11011 1, 3 11011 2,1 21, 2 31, 41, 11100 11111001 111010 111011 15, 1111111111110101 15, 2 1111111111110111 110110 15, 3 1111111111111000 1510, 4 1111111111 15, 1111111111111110 Σύµβολο για 16 µηδενικά 15,0 11111111001 Για την κωδικοποίηση των AC συντελεστών δηµιουργούνται δύο σύµβολά. Το πρώτο σύµβολο αποτελείται από δύο τµήµατα (RUN, CAT). Το πρώτο τµήµα RUN δηλώνει τον αριθµό των µηδενικών συντελεστών AC που υπάρχουν πριν από το πρώτο µη µηδενικό αριθµό και το δεύτερο τµήµα την κατηγορία CAT στην οποία κατατάσσεται ο µη µηδενικός συντελεστής. Από τον πίνακα που ακολουθεί προσδιορίζεται η κωδική υπολέξη του πρώτου τµήµατος Η κωδική υπολέξη του δεύτερου τµήµατος αποτελείται από τα bits προσάρτησης και προσδιορίζεται µετονίδιοτρόποόπωςστηδιαφορών d τωνσυντελεστών DC RUN, CAT ΚΩ ΙΚΟΣ RUN, CAT ΚΩ ΙΚΟΣ Κωδικοποίηση Huffman των ACσυντελεστών 6.11-3
8 8 blocks Κωδικοποιητής βασισµένος στο DCT FDCT Κβαντιστής Κωδικοποιητής εντροπίας εδοµένα αρχικής εικόνας εδοµένα συµπιεσµένης εικόνας 8 8 blocks AC Σάρωση Zig-zag Κωδικοποιητής εντροπίας εδοµένα αρχικής εικόνας Ολίσθηση DC (128) FDCT Κβαντιστής DC DPCM Κωδικοποιητής εντροπίας εδοµένα συµπιεσµένης εικόνας Τοδιάγραµµαβαθµίδωνκωδικοποιητήενός JPEG. 6.11-4
Συµπίεση και ποιότητα εικόνας στο JPEG. Ανάλογα µε το ρυθµό bits/pixel, το JPEG µπορεί να επιτύχει υψηλούς λόγους συµπίεσης µε ποιότητα εικόνας από µέτρια µέχρι εξαιρετική, τόσο για εικόνες της κλίµακας του γκρίζου όσο καιγιαέγχρωµες. Με ρυθµούς 2-5 bits/pixel µπορούν να προκύψουν εικόνες µέτριας έως καλής ποιότητας πουείναιεπαρκήςγιαµερικέςεφαρµογές. Με 75-1,5 bits/pixel προκύπτουν εικόνες εξαιρετικής ποιότητας, που επαρκεί για τις περισσότερες εφαρµογές. Τελικά σε ρυθµούς 1,5-2 bits/pixel οι εικόνες που προκύπτουν είναι πρακτικά αδύνατον να διακριθούν από τις αρχικές. Οι τελευταίοι αυτοί ρυθµοί είναι επαρκείς για τιc πιο απαιτητικές εφαρµογές. 6.11-5
Εκτεταµένος τρόπος συµπίεσης Στον εκτεταµένο τρόπο συµπίεσης (extended mode) τα bits των κωδικών λέξεων για κάθε µπλοκ τοποθετούνται το ένα µετά το άλλο και µεταδίδονται. Ο αποκωδικοποιητής στο δέκτη ανασυνθέτει τµηµατικά την εικόνα µέχρι να αποκωδικοποιήσει και το τελευταίο µπλοκ. 6.11-6
Προοδευτική µέθοδος κωδικοποίησης Στη προοδευτική µέθοδος κωδικοποίησης (progressive mode coding) οι κβαντισµένοι συντελεστές αρχικά αποθηκεύονται σε τοπική µνήµη στον κωδικοποιητή και µεταδίδονται αργότερα. 6.11-7
Ιεραρχικός τρόπος κωδικοποίησης. εικόνα εισόδου bit stream πρώτου επιπέδου bit stream δεύτερου επιπέδου bit stream βασικού επιπέδου bit stream χωρίς απώλειες Ιεραρχικός κωδικοποιητής τριών επιπέδων. 6.11-8