Информатика и выч. техника \ Мультимедиа технологии

Стандарты сжатия изображения с потерей качества

Страницы работы

8 страниц (Word-файл)

Посмотреть все страницы

Скачать файл

Уважаемые коллеги! Предлагаем вам разработку программного обеспечения под ключ.

Опытные программисты сделают для вас мобильное приложение, нейронную сеть, систему искусственного интеллекта, SaaS-сервис, производственную систему, внедрят или разработают ERP/CRM, запустят стартап.

Сферы - промышленность, ритейл, производственные компании, стартапы, финансы и другие направления.

Языки программирования: Java, PHP, Ruby, C++, .NET, Python, Go, Kotlin, Swift, React Native, Flutter и многие другие.

Всегда на связи. Соблюдаем сроки. Предложим адекватную конкурентную цену.

Заходите к нам на сайт и пишите, с удовольствием вам во всем поможем.

Содержание работы

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ

Отчет по практикуму
«Стандарты сжатия изображения с потерей качества.»

задание 3

Студенты Чиликин.А.И

Дыбленко А.В

Харитонов С.А

Преподаватель Бочарова И. Е.

Санкт-Петербург

2009

Текст задания

Выполнить преобразование формата изображения RGB в YUV.
Выполнить ДКП для компоненты Y цветного изображения. Проквантовать полученные коэффициенты. Выполнить преобразование коэффициентов постоянного тока в последовательность категорий и амплитуд.
Исследовать статистическое характеристики полученного потока данных и оценить возможный коэффициент сжатия изображения.
Оценить величину отношения сигнал-шум. Получить восстановленное изображение и вывести его на экран.
Сопоставить полученные результаты с характеристиками стандартного JPEG-коедра.

Исходное изображение:

Листингкода MatLab

function main()

path = 'd:\files\study\media\3\';

SourceBinFile = ReadFile([path,'girl.bmp']);

% заголовки и дата

bfOffBits = SourceBinFile(11:14);

biWidth = SourceBinFile(19:22);

biHeight = SourceBinFile(23:26);

DATA = SourceBinFile(bfOffBits+1:numel(SourceBinFile));

headers = SourceBinFile(1:bfOffBits);

% цвета

Np = biWidth(1)*biHeight(1);%ширину*высоту

bpos = [1:3:Np*3];

BData = DATA(bpos);

gpos = [2:3:Np*3];

GData = DATA(gpos);

rpos = [3:3:Np*3];

RData = DATA(rpos);

% RED

img = [headers];

Newimg(rpos) = RData;

img = [img; Newimg'];

WriteFile(path, 'rad.bmp', img);

img = [];

Newimg = [];

% GREEN

img = [headers];

Newimg(gpos) = GData;

img = [img; Newimg'];

img = [img; 0];

WriteFile(path, 'green.bmp', img);

img = [];

Newimg = [];

% BLUE

img = [headers];

Newimg(bpos) = BData;

img = [img; Newimg'];

img = [img; 0; 0];

WriteFile(path, 'blue.bmp', img);

img = [];

Newimg = [];

% RGB 2 YUV

YData = round(0.299*RData + 0.578*GData + 0.114*BData);

UData = round((BData - YData)*0.5643 + 128);

VData = round((RData - YData)*0.7132 + 128);

% Y-составляющая

GYUVData = YData;

RYUVData = YData;

BYUVData = YData;

img = [headers];

Newimg(rpos) = RYUVData;

Newimg(gpos) = GYUVData;

Newimg(bpos) = BYUVData;

img = [img; Newimg'];

WriteFile(path, 'y.bmp', img);

img = [];

Newimg = [];

% U-составляющая

GYUVData = UData;

RYUVData = UData;

BYUVData = UData;

img = [headers];

Newimg(rpos) = RYUVData;

Newimg(gpos) = GYUVData;

Newimg(bpos) = BYUVData;

img = [img; Newimg'];

WriteFile(path, 'u.bmp', img);

img = [];

Newimg = [];

% V-составляющая

GYUVData = VData;

RYUVData = VData;

BYUVData = VData;

img = [headers];

Newimg(rpos) = RYUVData;

Newimg(gpos) = GYUVData;

Newimg(bpos) = BYUVData;

img = [img; Newimg'];

WriteFile(path, 'v.bmp', img);

img = [];

Newimg = [];

% ДКП

% блоки 8х8 пикселей

width = biWidth(1)/8;

height = biHeight(1)/8;

% КПЕТ

AC = [];

% КПОТ

DC = [];

for row = 1:height

for column = 1:width

% блок

Block(1, :) = YData( ((row-1)*width*64 + (column-1)*8 +1):((row-1)*width*64 + (column)*8) )';

Block(2, :) = YData( ((row-1)*width*64 + width*8 + (column-1)*8 +1):((row-1)*width*64 + width*8 + (column)*8) )';

Block(3, :) = YData( ((row-1)*width*64 + 2*width*8 + (column-1)*8 +1):((row-1)*width*64 + 2*width*8 + (column)*8) )';

Block(4, :) = YData( ((row-1)*width*64 + 3*width*8 + (column-1)*8 +1):((row-1)*width*64 + 3*width*8 + (column)*8) )';

Block(5, :) = YData( ((row-1)*width*64 + 4*width*8 + (column-1)*8 +1):((row-1)*width*64 + 4*width*8 + (column)*8) )';

Block(6, :) = YData( ((row-1)*width*64 + 5*width*8 + (column-1)*8 +1):((row-1)*width*64 + 5*width*8 + (column)*8) )';

Block(7, :) = YData( ((row-1)*width*64 + 6*width*8 + (column-1)*8 +1):((row-1)*width*64 + 6*width*8 + (column)*8) )';

Block(8, :) = YData( ((row-1)*width*64 + 7*width*8 + (column-1)*8 +1):((row-1)*width*64 + 7*width*8 + (column)*8) )';

DCT = Dct(Block);

Q = [10,12,9,15,24,40,51,61

10,11,13,19,26,58,60,55

15,16,16,24,40,57,69,56

12,17,22,29,51,87,80,62

18,22,37,56,68,100,103,77

24,35,55,64,81,104,112,92

49,64,78,87,103,121,120,101

72,92,95,98,112,100,103,99];

% Квантование

for i=1:8

for j=1:8

QDCT(i, j) = fix(DCT(i, j)/Q(i, j));

end

% Сохраним коэффициенты постоянного тока

if((row == 1)&&(column == 1))

DC(1) = QDCT(1, 1);

else

DC((row-1)*width + column) = QDCT(1, 1) - DC((row-1)*width + column - 1);

end

% коэффициенты переменного тока z

Zway = [2, 9, 17, 10, 3, 4, 11, 18, 25, 33, 26, 19, 12, 5, 6, 13, 20, 27, 34, 41, 49, 42, 35, 28, 21, 14, 7, 8, 15, 22, 29, 36, 43, 50, 57, 58, 51, 44, 37, 30, 23, 16, 24, 31, 38, 45, 52, 59, 60, 53, 46, 39, 32, 40, 47, 54, 61, 62, 55, 48, 56, 63, 64];

temp = QDCT';

ACthread = temp(Zway);

% потоки серий и длины

i = 1;

l = 0;

curAC = [];

map((row-1)*width + column) = 1;

while(i < 64)

if(ACthread(i) == 0)

l = l+1;

else

map((row-1)*width + column) = 0;

curAC = [curAC, [l; ACthread(i)]];

end

i = i + 1;

end

% запишем в общий поток с учетом карты блоков

if(map((row-1)*width + column) == 0 )

AC = [AC, curAC];

end;

% восстановим квантованный блок

for i=1:8

for j=1:8

RDCT(i, j) = QDCT(i, j)*Q(i, j);

end

RBlock = UnDct(RDCT);

RYData( ((row-1)*width*64 + (column-1)*8 +1):((row-1)*width*64 + (column)*8) ) = RBlock(1, :)';

RYData( ((row-1)*width*64 + width*8 + (column-1)*8 +1):((row-1)*width*64 + width*8 + (column)*8) ) = RBlock(2, :)';

RYData( ((row-1)*width*64 + 2*width*8 + (column-1)*8 +1):((row-1)*width*64 + 2*width*8 + (column)*8) ) = RBlock(3, :)';

RYData( ((row-1)*width*64 + 3*width*8 + (column-1)*8 +1):((row-1)*width*64 + 3*width*8 + (column)*8) ) = RBlock(4, :)';

RYData( ((row-1)*width*64 + 4*width*8 + (column-1)*8 +1):((row-1)*width*64 + 4*width*8 + (column)*8) ) = RBlock(5, :)';

RYData( ((row-1)*width*64 + 5*width*8 + (column-1)*8 +1):((row-1)*width*64 + 5*width*8 + (column)*8) ) = RBlock(6, :)';

RYData( ((row-1)*width*64 + 6*width*8 + (column-1)*8 +1):((row-1)*width*64 + 6*width*8 + (column)*8) ) = RBlock(7, :)';

RYData( ((row-1)*width*64 + 7*width*8 + (column-1)*8 +1):((row-1)*width*64 + 7*width*8 + (column)*8) ) = RBlock(8, :)';

end

%количество байт для хранения DC

for i=1:numel(DC)

%считаем количество байт на каждую амплитуду

ADC(i) = size(dec2bin(abs(DC(i))), 2);

end

% Энтропия

for i=min(ADC):max(ADC)

probD(i) = sum(ADC == i)/numel(ADC);

end

eDC = 0;

for i=min(ADC):max(ADC)

eDC = eDC + probD(i)*log2(probD(i));

end

eDC = -eDC;

disp('----------start-------------');

disp(['Entropy = ', num2str(eDC)]);

% Кол-во бит на всю последовательность DC

bDC = sum(ADC) + eDC*numel(ADC);

disp(['Bit count = ', num2str(bDC)]);

% Посчитаем сколько бит надо, чтобы закодировать последовательность AC

% для начала высчитаем для амплитуд

for i=1:numel(AC(2, :))

% считаем количество байт на каждую амплитуду

AAC(i) = size(dec2bin(abs(AC(2, i))), 2);

end

for i=min(AAC):max(AAC)

probA(i) = sum(AAC == i)/numel(AAC);

end

eAAC = 0;

for i=min(AAC):max(AAC)

if(probA(i) ~= 0)

eAAC = eAAC + probA(i)*log2(probA(i));

end

eAAC = -eAAC;

% теперь для длин серий

for i=min(AC(1, :)):max(AC(1, :))

probAC(i+1) = sum(AC(1, :) == i)/numel(AC(1, :));

end

eAC = 0;

for i=min(AC(1, :)):max(AC(1, :))

if(probAC(i+1) ~= 0)

eAC = eAC + probAC(i+1)*log2(probAC(i+1));

end

eAC = -eAC;

% количество бит на хранение AC

bAC = sum(AAC) + numel(AC(1, :))*eAC + numel(AC(2, :))*eAAC;

disp(['AC sequence size = ', num2str(bAC)]);

% учтем величину бит на хранение карты ненулевых блоков

bmap = numel(map);

disp(['Bit count for non-null block = ', num2str(bmap)]);

% оценим сжатие

Koeff = 8*width*height*64/(bAC + bDC + bmap);

disp(['Compression = ', num2str(Koeff)]);

% вычислим отношение сигнал/шум

% шум

Ena = 0;

for i=1:numel(YData)

Ena = Ena + (YData(i) - RYData(i))*(YData(i) - RYData(i));

end

Ena = Ena/(height*width*64);

PSNR = 10*log10((255*255)/Ena);

disp(['Signal/Noise: ', num2str(PSNR)]);

disp('-----------end--------------');

RYData = RYData';

%YUV 2 RGB

GYUVData = round(RYData - 0.714*(VData - 128) - 0.334*(UData - 128));

RYUVData = round(RYData + 1.402*(VData - 128));

BYUVData = round(RYData + 1.772*(UData - 128));

img = [headers];

Newimg(rpos) = RYUVData;

Newimg(gpos) = GYUVData;

Newimg(bpos) = BYUVData;

img = [img; Newimg'];

WriteFile(path, 'recovery.bmp', img);

img = [];

Newimg = [];

end

Полученные результаты

Энтропия: 2.5263

Количество Бит: 2386.8856

Размер всей последовательности переменных токов: 13352.1274

Величину бит на хранение карты ненулевых блоков: 300

Оценка Сжатия: 9.5766 (при сжатие по jpeg c качеством 90% составляет 6.5)

Сигнал/Шум: 31.1904

Восстановленное изображение:

Разбитые на цвета:

Y-составляющая:

U-составляющая:

V-составляющая:

Информация о работе

ВУЗ:

Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (НИУ ИТМО)

Предмет:

Мультимедиа технологии

Тип:

Отчеты по лабораторным работам

Категория:

Информатика и выч. техника (Технические предметы)

Размер файла:

210 Kb

Скачали:

Скачать файл

Уважаемые коллеги! Предлагаем вам разработку программного обеспечения под ключ.

Сферы - промышленность, ритейл, производственные компании, стартапы, финансы и другие направления.

Языки программирования: Java, PHP, Ruby, C++, .NET, Python, Go, Kotlin, Swift, React Native, Flutter и многие другие.

Всегда на связи. Соблюдаем сроки. Предложим адекватную конкурентную цену.

Заходите к нам на сайт и пишите, с удовольствием вам во всем поможем.

Стандарты сжатия изображения с потерей качества

Страницы работы

Содержание работы

Похожие материалы

Информация о работе