bao cao multimedia

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
BỘ MÔN : MẠNG VÀ TRUYỀN THÔNG

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

Image Compression

 3.4.1 Graphics Interchange format(GIF)
 3.4.2 Tagged image file format(TIFF)
 3.4.3 Digitized documents

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

Image Compression

 _{Hình ảnh có 2 loại :}

 Do máy tính tạo ra (Graphical)
 Hình ảnh đã được số hóa

 Hình ảnh được biểu diễn bởi ma trận 2 chiều bao gồm các thành phần

được gọi là các pexil

 Hình ảnh do chương trình(phần mềm) tạo ra tốn ít bộ nhớ hơn so với

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

Image Compression(cont.)

 _{Khi truyền các hình ảnh do chương trình tạo ra thì sẽ được biểu diễn}
theo định dạng của chương trình đó và sử dụng thuật tốn nén tương
ứng

ví dụ : .jpeg _ thuật toán nén ảnh jpeg

 Có nhiều thuật tốn nén khác nhau nhưng chủ yếu sử dụng 2 phương

án

 + Dựa trên sự kết hợp của mã hóa vi sai và mã hóa thống kê

 + Dựa trên sự biến đổi ,phép tính vi phân và mã hóa vi sai và được

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

3.4.1 Graphics Interchange format(GIF)

 Định dạng ảnh GIF thì được sử dụng rộng dãi trên Internet cho việc

biểu diễn và nén các ảnh Graphical

 Màu sắc của ảnh bao gồm 24 bit 8 bit Red, 8 bit Green, 8 bit Blue
 Biểu diễn được 256 màu từ 224 màu

</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

3.4.1 Graphics Interchange format(GIF) cont.

 Dữ liệu nén được chia làm 4 nhóm (Figure 3.10) ,đầu tiên là 1/8 tổng số

</div>
<span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=7>

3.4.1 Graphics Interchange format(GIF) cont.

 Bảng màu liên quan tới toàn bộ ảnh gọi là  Golbal color table

 Bảng màu được gửi qua mạng cùng với dữ liệu nén và một số thông

tin khác _ Local color table

 Nén ảnh thực chất là nén text bằng cách mở rộng bảng màu 1 cách tự

động

 Tuy nhiên trong GIF thay vì mỗi mục trong bảng màu là 24bit để tiết

</div>
<span class='text_page_counter'>(8)</span><div class='page_container' data-page=8>

3.4.1 Graphics Interchange format(GIF) cont.

 Nếu chúng ta giới hạn mỗi mục trong bảng là 24bit  biểu diễn 1 chuỗi

3 giá trị điểm ảnh trong bảng mở rộng

 Thông thường bảng màu chứa 256 mục ban đầu là 512 mục

 GIF cho phép 1 hình ảnh được lưu trữ và truyền trên mạng trong chế

độ xen kẽ

 Điều này có lợi khi truyền hình ảnh qua 2 kênh có tốc độ thấp
 GIF sử dụng mã hóa : LZW coding

</div>
<span class='text_page_counter'>(9)</span><div class='page_container' data-page=9>

3.4.1 Graphics Interchange format(GIF) cont.

</div>
<span class='text_page_counter'>(10)</span><div class='page_container' data-page=10>

3.4.2

Tagged image file format(TIFF)

.

 Sử dụng rộng rãi ,sử dụng 48 bít để biểu diễn 16 bits Red, 16 bits

Green, 16 bits Blue

 Dự định để truyền cả hình ảnh và tài liệu đã được số hóa

 Do đó dữ liệu được lưu trữ và truyền theo 1 số định dạng khác nhau
 Mỗi định dạng sử dụng code number khác nhau

</div>
<span class='text_page_counter'>(11)</span><div class='page_container' data-page=11>

3.4.3 Digitized documents

 Trong 2.4.3 đã thảo luận về máy quét trong máy fax để số hóa các

ảnh bitonal

 Nguyên tắc quét của máy quét là:từ trái qua phải ,từ trên xuống dưới
 Chỉ sử dụng 1 bít để biểu diễn 1 điểm ảnh

 + 0  trắng
 + 1  đen

 Với độ phân giải xấp xỉ 8 điểm ảnh /mm luồng bits không bị nén
 Trong hầu hết các trường hợp dữ liệu được truyền qua moden và

</div>
<span class='text_page_counter'>(12)</span><div class='page_container' data-page=12>

3.4.3 Digitized documents (cont.)

 Tổ chức ITU-T đưa ra 4 chuẩn

 + T2(Group 1) hiện nay ít được sử dụng
 + T3(Group 2)

 + T4(Group 3) PSTN
 + T6(Group 4) ISDN
 Tỷ lệ nén 10:1

 Sau khi phân tích tần số xuất hiện của các bits trắng và đen liền kề

nhau _ đưa ra được 2 bản codeword

 + termination-codes table : biểu diễn mã vi sai của màu trắng hoặc

màu đen từ 0_63 điểm ảnh trong các bước của 1 điểm ảnh

 + make-up codes table : biểu diễn mã vi sai của màu trắng hoặc màu

</div>
<span class='text_page_counter'>(13)</span><div class='page_container' data-page=13></div>
<span class='text_page_counter'>(14)</span><div class='page_container' data-page=14>

3.4.3 Digitized documents (cont.)

 Kỹ thuật overscaning được sử dụng nghĩa là tất cả các dịng bắt đầu

với ít nhất 1 bit trắng _Bên nhận biết rằng codeword đầu tiên luôn ln
liên quan tới màu trắng rồi thì nó sẽ thay thế giữa màu trắng or màu
đen sử dụng 2 bảng termination-codes table và make-up codes table



gọi là : modified Huffman codes

 Nếu khơng có giao thức check lỗi trong PSTN ,khi sảy ra lỗi trên

đường truyền bên nhận sẽ bắt đầu dịch các codeword trong ranh giới
các bit bị lỗi _bên nhận sẽ bất đồng bộ _không thể giải mã

 Để cho phép đồng bộ lại kết thúc mỗi dòng chèn thêm mã EOL(end of

line)

</div>
<span class='text_page_counter'>(15)</span><div class='page_container' data-page=15>

3.4.3 Digitized documents (cont.)

 Mỗi dịng qt được mã hóa 1 độc lập  One-dimensinal coding

 One-dimensinal coding làm việc tốt nếu tài liệu chỉ chứa ký tự và bản

vẽ

 negative compression ratio : số bít được gửi đi khi nén lớn hơn số bits

khi khơng nén

 Vì nhưng lý do trên mã hóa T6(Group 4) được định nghĩa.Nó là tùy

chọn trong Group 3(máy fax) nhưng lại là bắt buộc trong Group4

 Khi hỗ trợ các máy trong Group 3 ,EOL code thêm vào cuối của mỗi

dòng

</div>
<span class='text_page_counter'>(16)</span><div class='page_container' data-page=16>

3.4.3 Digitized documents (cont.)

 Ký tự 0 và 1 đó được gọi là modified – modified READ(MMR)

coding hoặc two-dimensional coding (2D)

 Mã hóa MMR liên quan tới mã hóa vi sai với 1 dịng đã được xác định

bằng việc so sánh nội dung của 1 dòng gọi là : coding Line(CL)

</div>
<span class='text_page_counter'>(17)</span><div class='page_container' data-page=17>

3.4.3 Digitized documents (cont.)

 Có 3 chế độ của mã hóa vi sai :
 + Pass mode

</div>
<span class='text_page_counter'>(18)</span><div class='page_container' data-page=18></div>
<span class='text_page_counter'>(19)</span><div class='page_container' data-page=19>

3.4.4 Digitized pictures

 Hình ảnh bao gồm 2 dạng :
 + Đơn sắc

 + Ảnh màu

 Dung lượng vào khoảng 37kb đến 2.4Mb  Ảnh hưởng đến ứng

dụng tương tác

 Dùng nén two-deminsional để giảm thời gian truyền

 Hầu hết các phương pháp nén ảnh đều dựa trên tiêu chuẩn

</div>
<span class='text_page_counter'>(20)</span><div class='page_container' data-page=20>

3.4.5 JPEG

 Phương pháp nén ảnh JPEG (Joint Photographic Experts Group

ISO/ITU/IEC) là một trong những phương pháp nén ảnh hiệu quả, có
tỷ lệ nén ảnh tới vài chục lần. Tuy nhiên ảnh sau khi giải nén sẽ khác
với ảnh ban đầu và nó được định nghĩa trong tiêu chuẩn IS 10918

 Baseline mode (chế độ cơ bản ):dùng trong việc nén các hình ảnh đơn

sắc và số hóa các ảnh màu, sử dụng trong các ứng dụng truyền thông
đa phương tiện

 Các giai đoạn nén ảnh : 5 giai đoạn

 1. Image/Block Preparation (chuẩn bị hình ảnh, khối)
 2. Forward DCT (Chuyển tiếp DTC)

 3. Quantization (Lượng tử hoá)

</div>
<span class='text_page_counter'>(21)</span><div class='page_container' data-page=21></div>
<span class='text_page_counter'>(22)</span><div class='page_container' data-page=22>

3.4.5 JPEG(cont.)

 Dùng ma trận 2 chiều để biểu diễn hình ảnh

 Trong trường hợp ảnh đơn sắc chỉ sử dụng 1 ma trận 2 chiều để thiết

</div>
<span class='text_page_counter'>(23)</span><div class='page_container' data-page=23>

3.4.5 JPEG(cont.)

 Ảnh màu : nếu CLUT(color look-up table là bảng tìm kiếm màu)

được sử dụng chỉ là duy nhất và được đại diện bởi R,G,B ta có thể
thay bằng: Y ,Cb,Cr

</div>
<span class='text_page_counter'>(24)</span><div class='page_container' data-page=24>

3.4.5 JPEG(cont.)

 Một khi file hình ảnh gốc được lựa chọn và chuẩn bị tập hợp các giá trị được

nén riêng biệt bằng cách sử dụng DCT.Nó thì tốn thời gian vì vậy mỗi ma
trận đầu tiên được chia 1 tập các ma trận nhỏ hơn (8x8) gọi là ma trận phụ

</div>
<span class='text_page_counter'>(25)</span><div class='page_container' data-page=25>

3.4.5 JPEG(cont.)

 2.Forward DCT

 DCT :Chuyển đổi ma trận hai chiều của giá trị pixel vào một ma trận

tương đương của các thành phần tần số. Thay vì biểu diễn ảnh thành
ma trận điểm ảnh, biểu diễn thành ma trận tần số thay đổi của các
điểm ảnh sẽ giảm việc biểu diễn, lưu trữ ảnh

 Mỗi giá trị pixel sử dụng 8 bít . Từ 0 đến 255 cho các giá trị mức xám

</div>
<span class='text_page_counter'>(26)</span><div class='page_container' data-page=26></div>
<span class='text_page_counter'>(27)</span><div class='page_container' data-page=27>

3.4.5 JPEG(cont.)

 Trong DCT

 Tất cả 64 mục giá trị trong ma trận input P [x, y] đóng góp cho mỗi mục

trong ma trận chuyển đổi F [i, j].

 Đối với i = j = 0, vì cos (0) = 1. giá trị ở vị trí F [0,0] là giá trị trung

bình của tất cả 64 giá trị trong ma trận và được biết đến như hệ số DC

 Tất cả giá trị khác của ma trận chuyển đổi có tần số hệ số liên quan với

chúng - hoặc ngang (x = 1_7 y = 0), theo chiều dọc (x = 0 y = 1_7) hoặc cả
hai (x = 1_7 cho y = l_7) gọi là hệ số AC .

 Đối với j = 0 chỉ có hệ số tần số quét ngang có mặt gia tăng tần số cho i

= 1_7.

</div>
<span class='text_page_counter'>(28)</span><div class='page_container' data-page=28></div>
<span class='text_page_counter'>(29)</span><div class='page_container' data-page=29>

3.4.5 JPEG(cont.)

 3. Quantization: lượng tử hóa

 Mắt phản ứng chủ yếu để các DC và các thành phần tần số thấp hơn và thay

đổi theo tần số không gian. Do ngưỡng giá trị sử dụng khác nhau cho mỗi
tổng số 64 hệ số DCT.

 Lượng tử hoá là quá trình làm giảm tầm quan trọng của quá trình DC.
 Lượng tử hố làm giảm tầm quan trọng của DC và các hệ số AC để

giảm băng thơng .

 Các tính tốn của các hệ số lượng liên quan đến việc phân chia các hệ

</div>
<span class='text_page_counter'>(30)</span><div class='page_container' data-page=30>

3.4.5 JPEG(cont.)

 Chúng ta có thể suy từ những con số quantization error tối đa là cộng

</div>
<span class='text_page_counter'>(31)</span><div class='page_container' data-page=31>

3.4.5 JPEG(cont.)

</div>
<span class='text_page_counter'>(32)</span><div class='page_container' data-page=32>

3.4.5 JPEG(cont.)

 4. Entropy Coding :

 Giai đoạn mã hóa dữ liệu ngẫu nhiên bao gồm 4 bước sau:

1. Vectoring

</div>
<span class='text_page_counter'>(33)</span><div class='page_container' data-page=33>

3.4.5 JPEG(cont.)

 Các thuật tốn mã hóa dữ liệu Entropy hoạt động trên ma trận 1 chiều giá



một véc tơ .Tuy nhiên, sản lượng của lượng tử là 2-D.Vì vậy, các giá
trị được đại diện trong các hình thức của một đơn kích thước véc tơ.

 Ngồi ra, tất các hệ số tần số cao trong một trình tự để làm cho hình thức

đại diện thích hợp cho nén.

Đầu tiên là sự khác biệt giữa mã hóa, mà được áp dụng cho các hệ số DC.

</div>
<span class='text_page_counter'>(34)</span><div class='page_container' data-page=34>

3.4.5 JPEG(cont.)

</div>
<span class='text_page_counter'>(35)</span><div class='page_container' data-page=35>

3.4.5 JPEG(cont.)

 Differential encoding :

 Các giá trị khác biệt đầu tiên luôn luôn được mã hóa tương đối bằng

khơng. Các giá trị khác biệt này sau đó được mã hóa trong các hình thức
(SSS, giá trị) .

 + SSS trường cho biết số bit cần thiết để mã hóa các giá trị.
 + Lĩnh vực giá trị các bit thực tế đại diện cho các giá trị.

</div>
<span class='text_page_counter'>(36)</span><div class='page_container' data-page=36></div>
<span class='text_page_counter'>(37)</span><div class='page_container' data-page=37>

3.4.5 JPEG(cont.)

 Như chúng ta có thể thấy:

 Một giá trị tích cực sau đó được mã hóa bằng cách sử dụng các unsigned

nhị phân

 Số lượng bit cần thiết để mã hóa mỗi giá trị là xác định bởi cường độ của

nó.

 Cũng lưu ý rằng giá trị của số khơng được mã hóa sử dụng một đơn bit

</div>
<span class='text_page_counter'>(38)</span><div class='page_container' data-page=38></div>
<span class='text_page_counter'>(39)</span><div class='page_container' data-page=39>

3.4.5 JPEG(cont.)

 Huffman encoding :

 Nén có thể được thu được bằng cách thay thế chuỗi dài

chữ số nhị phân của một chuỗi của codewords ngắn hơn nhiều, (tương đối
tần số xuất hiện).

 Huffman là thuật tốn mã hóa.

 Đối với sự khác biệt giữa hệ số DC mã hóa trong khối,bit trong lĩnh vực

</div>
<span class='text_page_counter'>(40)</span><div class='page_container' data-page=40></div>
<span class='text_page_counter'>(41)</span><div class='page_container' data-page=41>

3.4.5 JPEG(cont.)

</div>
<span class='text_page_counter'>(42)</span><div class='page_container' data-page=42></div>
<span class='text_page_counter'>(43)</span><div class='page_container' data-page=43>

3.4.5 JPEG(cont.)

 Giải thích ví dụ 3.8 sau.

 Các lĩnh vực SSS sau đó được sử dụng để xác định số bit trong giá trị lĩnh

vực thời gian dài và sau khi đọc và giải mã đó, lặp đi lặp lại q trình cho
đến khi từ mã EOB nhận được các hệ số cịn lại là tất cả các số khơng.

 Bởi vì việc sử dụng các codewords chiều dài thay đổi khác nhau các bộ

</div>
<span class='text_page_counter'>(44)</span><div class='page_container' data-page=44></div>
<span class='text_page_counter'>(45)</span><div class='page_container' data-page=45>

3.4.5 JPEG(cont.)

 5. Frame Building :

 Frame Header :

 + Chiều rộng và chiều cao của hình ảnh bằng pixel.

 + Số lượng và loại của các thành phần được sử dụng để đại diện cho hình

ảnh (CLUB, RGB, YCbCr).

 + Số hóa dữ liệu định dạng được sử dụng: (4:2:2,4; 2, 0, vv)
 Scan Header :

 + Danh tính của các thành phần (RGB vv)

 Số lượng bit được sử dụng để số hóa mỗi thành phần.

 Bảng lượng tử hóa các giá trị được sử dụng để mã hóa mỗi

</div>
<span class='text_page_counter'>(46)</span><div class='page_container' data-page=46></div>
<span class='text_page_counter'>(47)</span><div class='page_container' data-page=47></div>
<span class='text_page_counter'>(48)</span><div class='page_container' data-page=48></div>

<!--links-->