Аналіз зображень на основі виділення відмітних ознак. Цифрові кодери зображень з поелементною обробкою. Системи кодування з імпульсно-кодовою модуляцією

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

КАМ’ЯНЕЦЬ-ПОДІЛЬСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ІВАНА ОГІЄНКА

Кафедра інформатики

Реєстраційний № _____

Дата «____»  ________2011р.

Аналіз зображень на основі виділення відмітних ознак

Курсова робота

Робота захищена «___» ___________2011р.

З оцінкою____________                                                Зав. кафедрою

_____________

(підпис)

Кам’янець-Подільський, 2011 р.

План

Розділ 1. Цифрові кодери зображень з поелементною обробкою

1.1.   Системи кодування з імпульсно-кодовою модуляцією

1.1.1. Квантування зі стисненим діапазоном яскравості

1.1.2. Псевдошумове квантування

1.2.   Кодування серій

1.3.   Кодування з доповненням кадрів

1.4.   Кодування з вгадуванням

Розділ 2. Методи модуляції сигналів

Розділ 3. Амплітудна маніпуляція на прикладі MATLAB

Розділ 1. Цифрові кодери зображень з поелементною обробкою

1.1.   Системи кодування з імпульсно-кодовою модуляцією

У звичайній системі кодування зображень з імпульсно-кодовою модуляцією (ІКМ) безперервний відеосигнал перетворюється в послідовність квантованих відліків. Ці відліки представляються потім наборами нулів та одиниць однакової довжини, званими кодовими словами. Очевидно, що витрата двійкових цифр при передачі можна знижувати шляхом зменшення загального числа рівнів квантування. Коли якість зображення, створюємого такою системою, оцінюється за допомогою деякого кількісного критерію, число рівнів квантування визначається тим мінімумом, при якому забезпечується задана якість. Якщо ж якість зображення оцінюється суб'єктивно, то число рівнів квантування доводиться зберігати досить великим, щоб уникнути появи помилкових контурів. Цей ефект, виникає внаслідок стрибкоподібних змін яскравості від одного рівня квантування до іншого, найбільш помітний в тих частинах відновленого зображення, де яскравість оригіналу змінюється повільно. Щоб запобігти появі помилкових контурів на одноколірних зображеннях, звичайно потрібно 50 і більше рівнів квантування. Відповідно до цього в системах кодування однокольорових зображень із застосуванням ІКМ число рівнів квантування знаходиться зазвичай в межах від 64 до 256, так що какожному елементу зображення відповідає 6-8-розрядне двійкове слово [1-4 ]. Для кодування кольорових зображень в звичайних системах ІКМ відводиться по 6-8 двійкових одиниць на передачу кожної з трьох координат кольору - червоного, зеленого і синього. Розроблено також ряд порівняно простих методів цифрового кодування зображень, що дозволяють значно знизити в порівнянні зі звичайними системами ІКМ число рівнів квантування без істотного збільшення помітності помилкових контурів.

1.1.1 Квантування зі стисненим діапазоном яскравості

Мал 1.1.1

Було визначено розташування порогових рівнів і рівнів квантування, що зводить до мінімуму середньоквадратичну помилку квантування. Як з'ясувалося, порогові рівні та рівні квантування в діапазоні можливих значень переданої функції повинні бути, взагалі кажучи, розташовані нерівномірно. Квантування із стискуванням, є по суті спосіб реалізації нерівномірного Квантовання. Як показано на рис. 1.1.1, в процесі квантування з стисненням вхідна функція піддається нелінійним перетворенням, потім "рівномірному квантуванню і, нарешті, зворотного нелінійного перетворення.

Нехай потрібно провести квантування в розрахунку на мінімальну помітність помилкових контурів при візуальному сприйнятті одноколірного зображення. У цьому випадку порогові рівні та рівні квантування повинні бути розташовані так, щоб будь-який крок квантування відповідав однаковому збільшенню світлової- величини, яка пов'язує сприйману яскравість з фізичної яскравістю. Іншими словами, потрібно рівномірно квантувати шкалу світлоти, виконавши поелементне перетворення яскравості в светлоту. Така процедура квантування може бути поширена і на випадок кольорового зображення, якщо скористатися геодезичною метрикою як функцією, визначальною нелінійне перетворення.

Мал. 1.1.1.2 Приклади квантування на 8 рівнів із застосуванням поелементного перетворення стиснення. а - квантування без стиснення; б - логарифмічне стиснення; в - стиснення за законом квадратного кореня; г - стиснення за законом кубічного кореня.

Інший підхід до квантування зображення полягає в тому, щоб перед операцією рівномірного квантування відобразити яскравість зображення або трійку координат кольору в простір сигналів зорової системи людини. При цьому нелінійне перетворення безпосередньо визначається моделями зорової системи людини.