thienhavodoi_999974
New Member
Download miễn phí Bài giảng Mã hoá ảnh
Gán từ mã có chiều dài không đổi tuy đơn giản nhưng thường là không tối ưu về
mặt tỷ lệ bit trung bình. Giả sử có 1 vài khả năng của thông báo có xác suất được truyền
nhiều hơn các khả năng khác. Vậy thì cái nào hay được truyền đi ta gán c ho nó từ mã
ngắn, còn cái nào ít truyền đi thi gán từ mã dài và như vậy sẽ giảm được tỷ lệ bit bình
quân.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
p âm giả của Robert .Một cách khác để cải thiện chức năng hệ PCM là gỡ bỏ sự phụ thuộc tín hiệu của
tạp âm lượng tử vẫn thường hiện ra dưới dạng những đường viền khi tỷ lệ bit thấp. Trong
phương pháp Robert tạp âm lượng tử phụ thuộc tín hiệu được biến đổi thành tạp âm ngẫu
nhiên không phụ thuộc tín hiệu. Phương pháp này được biểu diễn trên hình 4.19. ở đây
1 tạp âm ngẫu nhiên đã biết (n1,n2) được cộng vào ảnh gốc f(n 1,n2) trước khi đem lượng
tử hoá ở đầu phát, rồi sau này đến máy thu lại đem loại (n1,n2) ra. Bởi vì cả đầu phát và
đầu thu đều biết (n1,n2) trước khi truyền ảnh, cho nên cũng chẳng cần truyền nó đi để
dùng ở đầu thu. Một chuỗi tạp âm trắng có hàm mật độ xác suất đều có HMĐXS đều
P(0) :
chương 4: mã hoá ảnh
203
kháci nở0
22-
1
p 00
o
ΔωΔ
Δω0 (4.34)
Trong đó là bước lượng tử, có thể đem dùng như tạp âm ngẫu nhiên (n1,n2).
Với P(0) trong (4.34) có thể chứng minh rằng ảnh phục hồi 21 ,ˆ nnf có thể mô phỏng
gần đúng ảnh gốc f (n1,n2) tuy có bị xuống cấp chút ít vì tạp âm cộng ngẫu nhiên không
phụ thuộc tín hiệu, nó là tạp âm trắng và có hàm mật độ xác suất như trong (4.34).
Hình 4.19 : Giải tương quan tạp âm lượng tử bằng kỹ thuật giả tạp âm của Robert.
Chỉ đơn giản loại bỏ sự phụ thuộc tín hiệu của tạp âm lượng tử đã cải thiện đáng
kể chất lượng hệ PCM.
Ngoài ra nó còn cho phép sử dụng bất kỳ hệ l àm giảm tạp âm cộng ngẫu nhiên
nào đã thảo luận để giảm tạp âm lượng tử độc lập với tín hiệu.
Hình 4.20 vẽ 1 hệ có gắn bộ giảm tạp âm lượng tử đi kèm với kỹ thuật Robert. Hệ
giẩm tạp âm này chỉ gắn ở máy thu. Hệ này rất có ích khi dùng cho tàu vũ trụ và xe tàu
điều khiển từ xa, khi đó cần máy phát đơn giản còn máy thu có thể rất phức tạp.
f(n1,n2) Bộ lượng tử hoáđều
W(n1,n2)
+
+
W(n1,n2)
+
-
f(n1, f (n1,n2)
Máy thuMáy phát
Bộ lượng tử hoá
đều
W(n1,n2)
+
+
W(n1,n2)
+
-
f(n1,n2)
f (n1,n2)
Máy thu
Máy phát
Giảm tạp
âm
Hình 4.20 : Giảm tạp âm lượng tử khi dùng PCM mã hoá ảnh.
chương 4: mã hoá ảnh
204
Để làm sáng tỏ hơn khái niệm loại trừ sự phụ thuộc tín hiệu của tạp âm lượng tử
ta hãy xét 1 tín hiệu 1_D (không gian 1 chiều).
Hình 4.21a vẽ 1 đoạn tín hiệu t iếng nói không có tạp âm.
Hình 4.21b vẽ dạng sóng tiến nói khi hệ PCM dùng lượng tử hoá đều với tỷ lệ bit
2 bit/mẫu. ảnh hưởng của tạp âm phụ thuộc tín hiệu thể hiện rõ trong dạng sóng hình cầu
thang.
Hình 4.21c vẽ kết quả khi cộng rồi lại khử tạp âm Rober t trong hệ PCM dùng bộ
lượng tử hoá đến 2 bit/ mẫu. Kết quả có thể mô hình hoá bằng tín hiệu gốc bị giảm cấp
vì tạp âm cộng ngẫu nhiên không phụ thuộc tín hiệu.
Hình 4.21d vẽ kết quả nhận được khi đã sử dụng bộ giảm tạp âm tác động vào
hình sóng ở 4.21c.
Hình 4.21 : Ví dụ về giảm tạp âm lượng tử khi mã hoá PCM tiếng nói :
a) Mẫu tín hiệu tiếng nói không có tạp âm.
b) Tiếng nói mã hoá PCM với tỷ lệ 2 bit/mẫu.
c) Tiếng nói mã hoá PCM tỷ lệ 2 bit/mẫu có áp dụng kỹ thuật
Robert.
d) Tiếng nói mã hoá PCM tỷ lệ 2 bit/mẫu có giảm tạp âm lượng tử.
chương 4: mã hoá ảnh
205
Hình 4.22 cho ví dụ về 1 ảnh.
Hình 4.22a là ảnh gốc kích thước 512 x 512 pixel với tỷ lệ 8 bit /pixel.
Hình 4.22b cho kết quả của 1 hệ PCM có bộ lượng tử hoá đều với tỷ lệ 2
bit/pixel.
Hình 4.22c là kết quả của kỹ thuật Robert .
Tuy hai hình 4.22b và 4.22c có cùng độ méo (cùng MMSE) nhưng ảnh ở hình
4.22c trông có vẻ thật hơn. ảnh ở hình 4.22d là ảnh 4.22c sau khi đã cho qua bộ lọc
thích nghi Wiener .
Quá trình loại trừ sự phụ thuộc tín hiệu của tạp âm lượng tử và sau đó làm giảm
tạp âm bằng 1 algorit phục hồi ảnh có thể áp dụng cho bất kỳ hệ nào có bộ lượng tử hoá
đều tham gia.
Chẳng hạn có 1 hệ PCM dùng bộ lượng tử hoá không đều như trên hình 4.23a.
Tạp âm giả của Robert được cộng vào trước bộ lượng tử hoá đều và sau đó lại loại bỏ ra
(xem hình 4.23d). Tín hiệu 21 ,ˆ nng coi như g(n1,n2) bị xuống cấp vì tạp âm cộng ngẫu
nhiên, độc lập với g(n1,n2). Nếu muốn làm giảm tạp âm thì đem 1 bộ giảm tạp âm tác
động vào 21 ,ˆ nng như trên hình 4.23b.
3.2 Điều chế delta (DM).
Trong hệ PCM cường độ ảnh được mã hoá bằng lượng tử hoá vô hướng và sự
tương quan giữa cường độ các pixel không được khai thác. Có 1 cách để khai thác tương
quan phần nào, mà vẫn dùng lượng tử hoá vô hướng, là điều chế DM. Trong hệ DM hiệu
cường độ của hai pixel kề nhau được mã hoá bằng 1 bộ lượng tử hoá 1 bit (2 mức lượng
tử ). Mặc dầu độ rộng dải của hiệu số tín hiệu bị tăng gấp đôi do kết quả lấy sai phân,
phương sai của tín hiệu số bị giảm đáng kể do sự tương qua n mạnh giữa cường độ 2
pixel kề nhau trong không gian.
Khi thảo luận về DM nên coi là các pixel trong ảnh đã được sắp xếp theo dãy sao
cho f(n1,n2) có thể coi như tín hiệu trong không gian 1_D, tức là f(n). Nếu f(n) nhận
được bằng cách đọc 1 hàng của f(n 1,n2) rồi đọc 1 hàng tiếp theo thì nó giữ được 1 phần
tính tương quan không gian có trong f(n 1,n2).
chương 4: mã hoá ảnh
206
f(n1,n2)
g (n1,n2)
Phi tuyến Bộ lượng tử hoá đều Phi tuyến-1
g(n1,n2)
g(n1,n2)
f(n1,n2)
g (n1,n2)
Phi
tuyến
Bộ
lượng tử
hoá đều
Giảm
tạp âm Phi
tuyến-1
W(n1,n2) W(n1,n2)W(n1,n2)
(b)
)n,(nf 21ˆ
Hình 4.23: Giảm tạp âm lượng tử trong hệ PCM lượng tử hoá không đều:
a) Hệ PCM
b) Hệ PCM có giảm tạp âm lượng tử .
(a)
)n,(nf 21ˆ
Hình 4.22 : Ví dụ giảm tạp âm lượng
tử khi mã hoá PCM.
(a) ảnh gốc 512 x 512 pixel
(b) Mã hoá PCM với tỷ lệ 2 bit/pixel
(c) Mã hoá PCM tỷ lệ 2 bit/pixel có
dùng kỹ thuật Robert.
(d) Mã hoá PCM với tỷ lệ 2 bit/pixel
có giảm tạp âm lượng tử .
(a) (b)
(c) (d)
chương 4: mã hoá ảnh
207
Hình 4.24 vẽ 1 hệ DM. Trong hình này nfˆ đại biểu f(n) đã được hệ DM phục
hồi. Để mã hoá f(n) đem f(n) trừ đi 21 ,ˆ nnf vừa được phục hồi. Hiệu số e(n)=f(n) -
21 ,ˆ nnf được lượng tử hoá về /2 nếu e(n) dương và về -/2 nếu e(n) âm, trong đó là
1 bước nhảy. Hiệu số e(n) được 1 bộ lượng tử hoá 1 bit mã hoá thành neˆ và được máy
phát truyền đi. ở máy thu, neˆ được cộng vào 21 ,ˆ nnf để lấy ra nfˆ . Đầu máy phát
cũng cần tín hiệu nfˆ để mã hoá f(n+1). Đường vẽ chấm trên hình đại biểu mà sự trễ và
cho biết nfˆ phải được tính sao cho có thể dùng nó để tính mẫu tiếp theo f(n+1).
Máy phát
f(n) Lượng tửhoá 1 bít
e(n)
2
Δhoặc2
Δ(n)ê
(n)f
1)-(nf
Máy thu
1)-(nf
ê(n) f(n)
Hình 3.24: Hệ điều chế DM
chương 4: mã hoá ảnh
208
Các phương trình về hệ DM trên hình 4.24 là:
c)(4.35ne1nfnf
(4.35b)
0ne2-
0ne2ne
(4.35a)1nfnfne
ˆˆˆ
ˆ
ˆ
Δ
Δ
Từ (4.35a) và (4.35c) tính ra tạp âm lượng tử e Q(n)
nenenfnfneQ ˆˆ (4.36)
Trong DM, e(n) lượng tử hoá là hiệu giữa f(n) và 1ˆ nf . Nếu dùng f(n-1) thay
1ˆ nf thì máy phát không cần đến máy t...