| Назад | Особенности сжатия изображения на основе вейвлет-преобразования. |
Авторы статьи: Л.Н. Иванов ,А.Н. Степанов |
|
Исходный URL: http://www.molod.mephi.ru/2001/original/214.doc |
|
В связи со стремительным развитием вычислительной техники становится актуальной задача по сжатию изображений с целью уменьшения нагрузки на каналы связи, имеющие ограниченную пропускную способность.
Широкое распространение вейвлет Wavelet-преобразования (ВП) обусловлено следующими основными причинами:
Рассмотрим основные проблемы, возникающие при сжатии изображения при помощи ВП и возможные пути их решения.
Базовый кодер ВП состоит из трех основных частей: декоррелирующее преобразование, процедура квантования и энтропийное кодирование. В настоящее время проводятся исследования по усовершенствованию всех трех компонент базового кодера.
Выбор оптимального базиса вейвлетов для кодирования изображения является сложной задачей. Известен ряд критериев построения оптимальных вейвлетов, среди которых наиболее весомыми являются: гладкость, точность аппроксимации, величина области определения, частотая избирательность фильтра.
Для эффективного сжатия необходимо тщательно обрабатывать границы изображения. Существуют как ВП, учитывающие границы, так и альтернативные методы с конструированием граничных фильтров, сохраняющих ортогональность преобразования вблизи границы.
В большинстве ВП - кодеров применяется скалярное квантование. Существуют две основные стратегии этого метода. Если заранее известно распределение коэффициентов в каждой полосе оптимальным будет использование квантователей Ллойда -Макса с ограниченной энтропией для каждой полосы. На практике обычно применяется намного более простой равномерный квантователь с "мертвой" зоной.
В качестве метода квантования субполос целесообразно использовать алгоритм распределения бит.
При создании алгоритма сжатия немаловажным является оценка мер искажений, взвешенных с учетом восприятия человека. Среднеквадратичное отклонение (СКО) не всегда хорошо согласуется с визуально наблюдаемой ошибкой. Можно взять два изображения, хотя разность между этими изображениями хорошо заметна, СКО будет примерно одинаково.
Примером микросхемы, осуществляющей ВП, является ADV601 фирмы Analog Devices. ВП здесь осуществляется фильтрацией изображения в вертикальном и горизонтальном направлении при помощи биортогональной пары фильтром. Микросхема способна работать в двух основных режимах: без потерь качества - коэффициент сжатия 4:1 и с допустимыми потерями качества - коэффициент сжатия 350:1. Данный кодек поддерживает все форматы изображения с черезстрочной разверткой.
При больших коэффициентах сжатия проявляются искажения в виде высокочастотного шума и некоторого размытия деталей. Человеческий глаз, сам по сути являющийся полосовым фильтром, не критичен к подобного рода искажениям.