Tiểu luận môn Xử lý số tín hiệu: Phương pháp phân tích ảnh bằng Wavelet

Tiểu luận môn Xử lý số tín hiệu: Phương pháp phân tích ảnh bằng Wavelet trình bày những nội dung chính sau: Tổng quan kỹ thuật nén ảnh, cơ sở lý thuyết biến đổi Wavelet, nén ảnh bằng Wavelet, chuẩn nén ảnh tĩnh dựa trên biến đổi Wavelet-JPEG2000.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tiểu luận môn Xử lý số tín hiệu: Phương pháp phân tích ảnh bằng Wavelet HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA QUỐC TẾ VÀ ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC ********** @ ********** TIỂU LUẬN MÔN: XỬ LÝ SỐ TÍN HIỆU PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ẢNH BẰNG WAVELET GVHD: TS NGUYỄN NGỌC MINH NHÓM HỌC VIÊN: NỘI DUNG  TỔNG QUAN KỸ THUẬT NÉN ẢNH  Giới thiệu chung về nén ảnh số.  Các kỹ thuật nén có tổn hao.  CƠ SỞ LÝ THUYẾT BIẾN ĐỔI WAVELET  Các phép biến đổi Wavelet.  Tính chất của biến đổi Wavelet.  NÉN ẢNH BẰNG WAVELET  Sơ đồ khối tổng quát.  Biến đổi Wavelet.  Tính toán năng lượng tiêu hao.  Thuật toán nén ảnh bằng Wavelet hiệu năng EEW.  CHUẨN NÉN ẢNH TĨNH DỰA TRÊN BIẾN ĐỔI WAVELET- JPEG2000  Các bước thực hiện nén ảnh theo chuẩn JPEG2000. TỔNG QUAN KỸ THUẬT NÉN ẢNH 1.1 Giới thiệu chung về nén ảnh số Khái niệm nén ảnh số Mục đích nén ảnh số Các kỹ thuật nén ảnh số Tóm tắt quá trình nén và giải nén ảnh số QUÁ TRÌNH NÉN { Dữ liệu gốc QUÁ TRÌNH GIẢI NÉN } Dữ liệu sau nén TỔNG QUAN KỸ THUẬT NÉN ẢNH 1.2 Các kỹ thuật nén có tổn hao  Kỹ thuật mã hóa băng con (Subband coding) - Phía phát: Dùng bộ mã hóa (Encoder) phân ly ảnh thành các băng con, lấy mẫu xu ống theo hệ số 2. - Phía thu: Dùng bộ giải mã (Decoder),lấy mẫu lên hệ số 2 sau đó tổng hợp các băng con. - Một trong các phương pháp mã hoá băng con đó là áp dụng sự phân ly cây bát phân đ ể phân ly dữ liệu ảnh thành các băng tần khác nhau. TỔNG QUAN KỸ THUẬT NÉN ẢNH 1.2 Các kỹ thuật nén có tổn hao  Kỹ thuật mã hóa dựa trên phép biến đổi + Phép biến đổi cosine rời rạc – DCT : Biến đổi thông tin ảnh từ miền không gian sang miền tần số để có thể biểu diễn dưới dạng gọn hơn. - Biến đổi Fourier – FT: Biến đổi Fourier – FT (Fourier Transform) là một phép biến đổi thuận nghịch, nó cho phép sự chuyển đổi thuận – nghịch giữa thông tin gốc (miền không gian hoặc thời gian) X( f) = x ( t ) e −2 jπ ft dt − x( t) = X ( f ) e −2 jπ ft df − Hạn chế: Thông tin về thời gian xuất hiện của phổ trong tín hiệu là cần thiết, thì phép biến đổi FT không có khả năng đáp ứng được yêu cầu này TỔNG QUAN KỸ THUẬT NÉN ẢNH 1.2 Các kỹ thuật nén có tổn hao  Kỹ thuật mã hóa dựa trên phép biến đổi - Nén và giải nén ảnh dựa theo phép biến đổi DCT trong JPEG JPEG là chuẩn nén số quốc tế đầu tiên cho các ảnh tĩnh có tông màu liên tục gồm c ả ảnh đ ơn sắc và ảnh màu. Trong kỹ thuật này các khối ảnh kích thước 8x8 được áp dụng để thực hiện DCT, sau đó lượng tử hoá các hệ số rồi mã hoá entropy sau lượng tử. Đối với những ảnh màu RGB, để áp dụng kỹ thuật nén này, trước hết phải chuyển sang chế độ màu YUV (Y là thành phần chói, U và V là 2 thành phần màu). TỔNG QUAN KỸ THUẬT NÉN ẢNH 1.2 Các kỹ thuật nén có tổn hao  Kỹ thuật mã hóa dựa trên phép biến đổi - Sơ đồ khối bộ nén ảnh dựa theo phép biến đổi DCT trong JPEG Ảnh gốc Chuyển thứ tự Giá trị điểm ảnh Biến đổi Lượng tử hóa quét mành sang các trừ đi 128 block 8*8 2D-DCT 8*8 tỉ lệ Mã hóa DPCM các Dữ liệu ảnh dạng file hệ số DC để truyền hoặc lưu Mã hóa Entropy trữ Quét các hệ số AC theo thứ tự Zigzag Sắp xếp Zigzag các hệ số DCT ở bộ mã hoá TỔNG QUAN KỸ THUẬT NÉN ẢNH 1.2 Các kỹ thuật nén có tổn hao  Kỹ thuật mã hóa dựa trên phép biến đổi - Sơ đồ khối bộ giải nén ảnh dựa theo phép biến đổi DCT trong JPEG Giải lượng tử Dữ liệu ảnh nhận DPCM hệ số DC được hoặc từ dạng Giải mã Entropy lưu trữ Giải quét Zigzag các hệ số AC Ảnh khôi phục Chuyển đổi các Cộng giá trị mỗi Biến đổi Giải khối 8*8 thành thứ điểm ảnh thêm tự quét mành 2D-IDCT 8*8 lượng tử hóa 128 TỔNG QUAN KỸ THUẬT NÉN ẢNH 1.2 Các kỹ thuật nén có tổn hao  Kỹ thuật mã hóa dựa trên phép biến đổi + Biến đổi Fourier thời gian ngắn (STFS)   - Biến đổi Fourier chỉ thích hợp khi phân tích những tín hiệu ổn định (stationary), khi tín hiệu không ổn định biến đổi Fourier không phân tích được. Để khắc phục những hạn chế của biến đổi FT, người ta dùng phép biến đổi Fourier thời gian ngắn (STFT) - Trong biến đổi STFT, tín hiệu được chia thành các khoảng nhỏ và trong khoảng đó tín hiệu được giả định là tín hiệu ổn định. - Để thực hiện kỹ thuật này cần chọn một hàm cửa sổ w sao cho độ dài của cửa sổ đúng bằng các khoảng tín hiệu phân chia. - Biến đổi STFT đối với tín hiệu liên tục thực được định nghĩa như sau: X ( f ,t ) = �( t ) w ( t − τ ) � 2 jπ ft dt x � e− ...