slide các phương pháp nén trong truyền hình số

Chương 3: kỹ thuật nén Video số

GVHD:
TS. Nguyễn Thị Diệu Linh
SVTH: Nhóm 5
Phạm Kỷ Cương
Nguyễn Quốc Huy
Đỗ Văn Đại


Nội dung

1.
2.
3.
4.
5.
6.

Khái niệm nén tín hiệu
Mô hình nén ảnh
Các tham số và đặc điểm của nén ảnh
Lý thuyết thông tin entropy
Các phương pháp nén ảnh
Các mã sử dụng trong nén ảnh:
Mã Shannon fano, mã Huffman…


Phần 5
Các phương
pháp nén

Nén không mất thông
tin


Nén
mất thông tin


Một số mã dùng
trong kỹ thuật
nén


Phân loại phương pháp nén

•

Đặc điểm của chúng

•

Một số kỹ thuật nén ví dụ

•

3
2
1

Tóm lại: phần 5 chúng ta sẽ tìm hiểu gì?


Mục tiêu:

•
•

Phân biệt nén không mất thông tin và mất thông tin
Biết về một số phương pháp nén


Nén không mất thông tin
Nén không tổn hao


Nén không mất thông tin

•

•

Là phương pháp nén.

Cho phép phục hồi lại tín hiệu ban đầu sau khi
giải nén.


Đặc điểm
•

Là quá trình mã hóa có tính thuận nghịch.

Khôi phục

Ảnh gốc

Ảnh sau nén

Nén

•

Hệ số nén phụ thuộc vào chi tiết ảnh được nén.
 hệ số nén của phương pháp này nhỏ hơn 2:1.


Các kỹ thuật nén không mất thông tin

•

Mã hóa với độ dài ( của từ mã ) thay đổi (VLC – Variable length code)

A

A

A

A

A

A

B

B

B

B

D

D

D

D

D

D

D

D

D

C

D

C

C

C

C

C

C

C

E

C

C

C

C

C

C

C

C

nén

3

A

2

B

5

D

8

C

2

E

E

E

E


Các kỹ thuật nén không mất thông tin

•

Sử dụng khoảng xóa dòng và mành.



Dòng thông tin xóa được loại bỏ khỏi dòng tín hiệu để truyền đi vùng thông tin tích
cực của ảnh.

Thông tin xóa dòng và mành sẽ không được ghi giữ và truyền đi

 chúng được thay thế bằng các dữ liệu đồng bộ ngắn hơn tùy theo các ứng dụng.


Các kỹ thuật nén không mất thông tin

•

Biến đổi Cosin rời rạc ( DCT- Discrete Cosine Transform )



DCT là phép biến đổi giá trị một khối các điểm ảnh thành một khối các hệ số trong
miền tần số.


DCT

•

Quá trình DCT thuận và nghịch được coi là không mất thông tin nếu độ dài từ
mã hệ số là 13 hoặc 14 băng tần đối với dòng video số sử dụng 8 bit biểu diễn
mẫu.

•

Nếu độ dài từ mã hệ số của phép biến đổi
DCT nhỏ hơn, quá trình này trở nên mất thông tin.


Nén mất thông tin


Nén mất thông tin

•

Ảnh

Là loại nén sử dụng hai hoặc nhiều hơn các kỹ thuật
xử lý

Gốc

Lossy

•

Nhằm đạt được một sự biểu diễn mã hóa thuận lợi

nén

tín hiệu hình ảnh.

Ảnh
nén


Đặc điểm
•

•

Loại nén này đạt được hệ số nén cao hơn so với phương pháp nén không mất
thông tin, từ 2:1 đến100:1.

Hệ số nén có thể thay đổi theo chi tiết ảnh và cho phép tạo ra dòng bit có tốc
độ không đổi, phục vụ cho các ứng dụng lưu trữ và truyền dẫn. Tốc độ dòng
số liệu đạt được trong hệ thống nén có mất thông tin tùy thuộc vào yêu cầu
chất lượng ảnh cần có.

Các kỹ thuật nén mất thông tin

•



Lấy mẫu con (Subsampling)

Là phương pháp nén rất có hiệu quả
độ phân giải của ảnh sau giải nén giảm so với ảnh ban đầu.

 phương pháp này không áp dụng cho tín hiệu chói mà chỉ áp dụng cho tín hiệu màu.


Các kỹ thuật nén mất thông tin

•

Điều xung mã vi sai (DPCM – Differential PCM )

 Điều xung mã (Pulse Code Modulation) thực chất là một dạng biến đổi tương tự - số trong đó thông tin trong
các mẫu tức thời của tín hiệu tương tự được biểu diễn bằng các từ mã.

•
•

Là phương pháp mã hóa dự đoán, chỉ mã hóa và truyền đi sự khác nhau giữa các giá trị mẫu.
Giá trị sai lệch được cộng vào giá trị mẫu đã được giải mã trong quá trình giải nén để tạo lại giá trị mẫu cần
thiết.

Điều xung mã vi sai (DPCM – Differential PCM )
Quá trình DPCM là giảm lượng entropy ban đầu. Nhằm tránh các lỗi có thể
xuất hiện trong khi truyền, một mẫu đầy đủ được gửi đi theo chu kỳ nhất định,
cho phép cập nhật được các giá trị chính xác.


Các kỹ thuật nén mất thông tin

•

Lượng tử hóa và mã hóa VLC(Variable – Lenght coding) các hệ số DCT(Discrete
Cosin Transform).

Nếu độ dài từ mã hệ số của phép biến đổi DCT nhỏ hơn 13 hoặc 14, quá trình DCT thuận
nghịch trở nên mất thông tin.


Phân biệt một số kỹ thuật nén:
>13,14

VLC

DCT

Không mất thông tin

<13,14

Sử dụng khoảng xóa dòng và

mành
DPCM

RLC

Mất thông tin
Lấy mẫu con


Kết luận:
Các phương pháp nén

Nén không mất thông tin

VLC-

Nén mất thông tin

Sử dụng khoảng xóa
dòng xóa mành

DCT

DCPM

Lấy mẫu con


Questions?