Joint Bi­Level Image Experts Group pps

Joint Bi-Level Image
Experts Group
( JBIG )
Giới thiệu chung máy FAX
Hình nh 1 máy FAX c a hãng PHILIPSả ủ
Máy FAX

Fax là kỹ thuật điện tử gửi bản sao (copy)
trực tiếp qua hệ thống dây dẫn điện. Máy gửi
có khả năng rà quét bản gốc, đổi thông tin
thành tín hiệu rồi phát qua đường dây điện
đến máy nhận ở một nơi khác. Máy nhận sau
đó đổi tín hiệu ngược lại và in bản sao lên
giấy.
Lịch sử máy FAX

Nhá sáng tạo Alexander Bain người Scotland
được xem như người đầu tiên phát minh ra
hệ thống gửi hồ sơ bằng tín hiệu điện năm
1843

Năm 1861 Giovanni Caselli, vật lý học
người Ý, sáng chế ra máy Pantelegraph gửi
được bản sao của hồ sơ gốc giữa Lyon và
Paris
Lịch sử máy FAX

Năm 1924 Richard H. Ranger nhân viên đài
Radio Corporation of America sáng chế máy
gửi hồ sơ bằng sóng radio trong lòng biển.
Đây là tiền thân của máy fax ngày nay

Các bước truyền thông 2 máy
FAX

Máy A quay số đến máy B và chờ nhấc máy

Khi máy B nhấc máy: máy A truyền chuỗi xung có tần số 2,1Khz trong
khoảng thời gian 3 giây để xác định với máy B “Đây là máy FAX”

Máy A trao đổi cấu hình truyền nhận với máy B: bao gồm chuẩn truyền,
tốc độ

truyền,….

Máy B xác nhận thông tin

Máy A bắt đầu quá trình truyền dữ liệu

Máy A báo với máy B kết thúc quá trình truyền dữ liệu

Máy B xác nhận kết thúc dữ liệu

Máy A và B cùng gác máy
Một số chuẩn nén FAX

Các tiêu chuẩn quốc tế hiện nay cho máy fax
được gọi là “Group 3", “Group 4" và
“JBIG".
-MH-Modified Huffman coding
- MR- Modified READ(Relative Element
Address Designate )coding

- MMR-Modified Modified READ coding:
- JBIG-Joint Bilevel Image experts Group
coding
JBIG

Joint Bi-Level Image Experts Group (JBIG),
Được định nghĩa bởi :
ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 andITU-T SG 8.
 Hiệp hội tiêu chuẩn quốc tế đã đưa ra một vài chuẩn nén dữ
liệu không mất mát thông tin va mất mát thông tin như: JBIG hay
JBIG1, hiện nay là JBIG2
ISO - International Organization for Standardization.
IEC - International Electrotechnical Commission.
JTC 1 - Joint ISO/IEC Technical Committee on information technology.
SC 29 - subcommittee responsible for coding of audio, picture, multimedia, and hypermedia information.
WG 1 - working group that deals with coding of still pictures; it includes both JBIG and JPEG, the Joint Photographic Experts Group.
ITU-T - Telecommunication Standardization Sector of the International Telecommunication Union.
SG8 is the study group that deals with characteristics of telematic system.
JBIG1

JBIG1 là một chuẩn nén không mất dữ liệu.

JBIG1 phục vụ cho việc nén ảnh nhị phân, đặc biệt
cho chuyển FAX, cũng có thể sử dụng nó cho các
loại ảnh khác.

JBIG1 được đưa ra bởi IBM và thường gọi là Q-
coder.

JBIG1 hỗ trợ truyền thông với chi phí nhỏ.

JBIG patents

Có quá nhiều tổ chức cùng đưa ra chuẩn JBIG cho riêng họ
như : IBM ,AT&T , Misubishi và một vài tổ chức khác. Do
vậy cản trở sự phát triển của nó .


 Cần thiết đưa ra 1 chuẩn duy nhất cho JBIG 1

Nhưng bằng sáng chế cuối cùng của JBIG 1 được biết hiện
nay thì không còn hiệu lực ngày 12/02/2011.
Design Goal of JBIG2
Đầu tiên hiệp hội tiêu chuẩn quốc tế đưa ra chuẩn cho
JBIG2 là :
Lossy Compression of bi-level images.
+
Better lossless compression performance
Hiện nay thì chuẩn đang sử dụng phổ biến là lossless.
Pattern Matching for Text Image Data
Trong các ảnh văn bản, character-based
pattern-matching techniques (kỹ thuật kết hợp
các mẫu với ký tự) được sử dụng.

Mã hóa bitmap của các ký tự lúc xuất hiện
đầu tiên của nó và đặt nó vào một “từ điển",
thay vì mã hóa tất cả các điểm ảnh mỗi khi ký tự lại
xuất hiện trên một trang.

Các bitmap còn gọi là: ‘mark’ or ‘pixel
block’.

Two Encoding Methods

Pattern Matching and Substitution
(PM Sub)

Soft Pattern Matching (Soft PM)
Các phương pháp mã hóa khác nhau cơ bản ở việc mã
hóa các “pixel block”
1) Pattern Matching and
Substitution
Với mỗi ký tự thì ta mã hóa như sau
:

Pointer: trỏ tới nơi mà các
bitmap suất hiện trong từ điển
+

Position : chỉ ra vị trí của từ đó
trên văn bản.
Nếu không suất hiện trong từ điển
thì mã hóa các “pixel –block ” đó
và đưa thêm chúng vào trong từ
điển.
Steps in PM & Sub. Method
(i) Phân đoạn ảnh
(ii) So sánh với các mẫu trong từ điển
(iii) Mã hóa vị trí các mẫu dữ liệu trong từ
điển
(iv) Mã hóa vị trí các khối dữ liệu trên ảnh
(i) Segmentation

Một ảnh được chia nhỏ thành các ‘marks’ hay ‘pixel-
blocks’
-
Các thành phần pixel mầu đen được coi là đặc
trưng của một ‘mark’ hay ‘pixel-block’.
-
Các đặc trưng (ví dụ: chiều cao, độ rộng, diện tích,
vị trí) của mỗi pixel-block sau đó được tách ra.
(ii) Dictionary Search
Tìm kiếm các pixel-block đã được mã hóa trong từ điển với
khối pixel-block hiện tại thực hiện theo các bước:
1. Lọc với các đặc trưng phù hợp cho “pixel-block”
Bỏ qua nó nếu tính năng như chiều rộng, chiều cao của
nó, diện tích của hộp biên của nó, hoặc số lượng các điểm
ảnh đen không phải là phù hợp với các pixel-block hiện
hành.
2. Tính toán số điểm phù hợp
là phù hợp nhất nếu số điểm của nó là phù hợp nhất so
với bất kỳ đặc trưng nào với khối pixel khác được thử
nghiệm cho đến hiện tại.
(iii) Coding of numerical data

Nếu tìm thấy sự phù hợp, các đặc trưng của
dữ liệu (chỉ mục trong từ điển, vị trí) được
mã hóa bằng Huffman cơ bản hoặc thuật
toán khác.
(iv) Coding of bitmap
(a) Mã hóa của 1
“mark ” không
phù hợp


Bitmap hiện tại của 1
pixel-block được mã
hóa bằng MMR- hoặc
JBIG1 căn bản.
(b) Mã hóa của 1
“mark” phù hợp:

Bitmap hiện tại được
thay thế bằng mã đã có
trong từ điển
Two Encoding Methods

Pattern Matching and Substitution
(PM Sub)

Soft Pattern Matching (Soft PM)
2 phương pháp mã hóa này có sự khác nhau căn bản ở
phương pháp mã hóa các ‘pixel blocks’
Comparison

Trong phương pháp này, một lỗi kết hợp có thể dẫn
trực tiếp đến một lỗi thay thế ký tự. Phương thức
PM&Sub không đảm bảo sẽ không có sự kết hợp
sai hay không phat hiện ra lỗi đó.

Trong phương pháp Soft PM, sự kết hợp các “pixel
block” chỉ được sử dụng trong các mẫu, để chính
xác hơn thì ta quan tâm tới màu của từng pixel.


Ngay cả khi sử dụng một khối pixel không tương
thích hoàn toàn trong các mẫu chỉ dẫn tới làm giảm
hiệu suất nén, không cho bất kỳ sai sót nào trong
việc xây dựng lại hình ảnh cuối cùng.
2) Soft Pattern Matching
Phương thức Soft PM cũng tương
tự như phương thức nén
PM&Sub mất dữ liệu.
Sự khác biệt là lossy thay thế trực
tiếp các ký tự xuât hiện,còn mã
hóa lossless sử dụng các ký tự
xuất hiện trong bản mã.
Kết quả mã các “pixel-block” có
thể trùng với các pixel gốc.
Steps in Soft PM Method -
Bước đầu giống như PM&S
Sau đó, mã hóa lossless với các
bitmap của pixel-block hiện tại
như sau:
(i) Đặt trung tâm của “pixel-block ”
hiện tại cho phù hợp với trung
tâm của “pixel-block ” trong từ
điển để so sánh.
(ii) Mã hóa tất cả các pixel cùng
biên của khối hiện hành.
Các mẫu cho việc mã hóa:
(a) Pixels taken from the causal part of
the current pixel block. (b) Pixels taken
from the matching pixel block.
Lossy Compression

Cách làm tăng tỷ lệ nén bằng cách sử
dụng lossy mở rộng
( “lossless” and “lossy”?)
Lossy Preprocessing and Post-
processing

Lượng tử hóa

Loại bỏ các mark nhỏ

Loại bỏ nhiễu và làm mịn

Đảo bit với ‘mark’ không phù hợp