|
Spektr o‘zgartirishlar asosida siqish;
Fraktal siqish;
Vektorli kvantlash.
Har bir ko‘rsatilgan holatlar o‘zining afzalliklari va kamchiligiga ega, ularni kengroq ko‘rib chiqamiz.
3.2 Spektr o‘zgartirish asosida tasvir signalini siqish
Tasvir va video ketma-ketlikni siqishni, har xil prinsiplar asosda, yaratilgan va ko‘p tarqalgan usul ortogonal o‘zgartirishdir. Amaliyotda ko‘pincha chiziqli ortogonal o‘zgartirish usullari qo‘llaniladi. Shundan kelib chiqib, quyidagi o‘zgartirishlar maqsadga muvofiq hisoblanadi:
Uolsh - Adamar almashtirishi;
Karunen - Loeva almashtirishi;
Diskret kosinus o‘zgartirish (DKO‘);
Veyvlet o‘zgartirish (VO‘).
Bu keltirilgan o‘zgartirishlarning har birining qo‘llanish sohasi, afzalliklari va kamchiliklar mavjud.
Masalan Adamar almashtirishining afzalligi uning amaliyotda oson qo‘llanishi va hisoblashlarning soddaligi. Bu almashtirish o‘zgarmas-bo‘lakli funsiyalar uchun, ayniqsa signalning o‘zgarmas tashkil etuvchisini ajratishda, yaxshi natijalar beradi ammo real tasvir signallarida bunday signallar kam uchraydi
Karunen - Loeva almashtirishining asosiy kamchiligi hozircha uning vektorlarini tez hisoblash usuli ishlab chiqilmagan, shu sabab bu usul faqat nazariy holatda mavjud.
Shunday qilib, yuqorida sanab chiqilgan o‘zgartirishlardan amaliyotda ko‘proq DKO‘ va VO‘ lar ishlatiladi hamda ularni batafsil ko‘rib chiqamiz.
3.2.1. Diskret-kosinus o‘zgartirish asosida tasvirlarni siqish
Olim V. Chen tomonidan 1981 yilda taklif etilgan va DKO‘ yaxshi o‘rganilgan hamda o‘zgartirishlar JPEG, MPEG, MPEG - 1, MPEG - 2, MPEG-4 formatlarida yuqori effektivlikda qo‘llanilgan. Mazmuni bo‘yicha bu usul Furyening ikki o‘lchamli diskret o‘zgartirishiga o‘xshash, farqi faqat bazis funksiyalarini ishlatilishida. DKO‘ning afzalligi qatorning tez yaqinlashishi va o‘zgartirishlarda xatoning qiymati kichik bo‘lishini taminlanishi.
To‘g‘ridan - to‘g‘ri va teskari DKO‘ quyidagi (3.1,3.2) tengliklar bilan ifodalanadilar:
F(u,v) = (1/4)C(u)C(v) p (x,y) , (3.1)
F(x,y) = C(u) C(v) F(u,v) . (3.2)
Bu yerda: v – grafik blokning gorizontal koordinatasi
u – blok ichidagi koordinata,
С(u), С(v) = 1/ u, v=0 uchun va aks holatda С(u), С(v) = 1
Bunday usul kadrlarni (3.4-rasmga qarang) 64 (8x8) sanoqli bloklarga bo‘laklashni ko‘zda tutadi va ular (3.5, a-rasm) signallar matritsasi deyiladi. Signal matritsalari o‘z navbatda shu hajmli chastota koeffitsientlari matritsasiga (3.5b-rasm) aylantiriladi. Ular gorizontal va vertikal yo‘nalishlardagi ikki o‘lchamli tasvir spektrining ko‘rinishida ifodalangan. Bunday matritsaning chap tepa burchagidagi koeffitsientlar tasvirning past chastotali tashkil etuvchisini va o‘ng pastkisi koeffitsientlar yuqori chastotali tashkil etuvchilarni ko‘rsatadi.
3.4-rasm. Dastlabki tasvir
3.5- rasm. Daslabki tasvirning yorug‘lik signali matritsasi.
(a) - piksellar o‘lchami 8x8 va (b) - to‘g‘ridan to‘g‘ri DKO‘ dan so‘nggi matritsa koeffitsientlari.
DKO‘ spektrining xususiyati shundan iboratki, chastota spektri energiyasining asosiy tashkil etuvchilari nol qiymatli chastota atrofida yig‘ilganligidir. Yuqori chastotalik tashkil etuvchilarning amplituda qiymati nol yoki nolga yaqin son va shu sababli DKO‘ning chastota koeffitsientlari ma’lum belgilangan “chegara” qiymatdan ortiqlarigina uzatiladi xolos. Belgilangan “chegara” qiymatdan kichik koeffitsentlar nol hisoblanadi va uzatilmaydilar hamda ular keskin-kesiksimon (zigzag) tartibda o‘qiladi (3.5, b-rasm) va uzun seriyalarni statistik kompressor (RLE) orqali siqiladi
Uzatilish paytida nolli koeffitsientlar chiqarib tashlanganligi sabab, siqilish sifat yo‘qolmagan hisoblanadi va tasvir dekompressiyadan (tiklangandan) so‘ng originaldan (haqiqiysidan) farq qilmaydi. Bunda siqish koeffitsientinig qiymati yuqori emas va o‘rtacha 10 - 20 martani tashkil qiladi hamda tasvirning davom etish vaqtiga bog‘liq. Siqish koeffitsientlarini boshqarish uchun DKO‘ koeffitsientlarini aniq sonlarga (kvantlash matritsasiga) bo‘linadi, hamda olingan qiymati to‘la songa yetguncha yaxlitlanadi, bu esa nollik koeffitsientlar ketma-ketligini ko‘payishiga va siqish koeffitsienti qiymatini oshishiga olib keladi Tiklash jarayonida ana shu ma’lum songa, ko‘pincha 10ga ko‘paytiriladi. Ammo bunday ma’lumotlarni yaxlitlash bir tomondan tasvirni siqish koeffitsientining qiymatini oshirsa, boshqa tomondan axborotni qaytarib bo‘lmas yo‘qotishlariga olib keladi va natijada katta koeffitsientli siqish qo‘llanishi tufayli yorug‘lik signallarini chegaralarda o‘zgarish jarayoni buziladi. Bu esa o‘z navbatida buzilishlar paydo bo‘lishiga va oqibatda tasvir blokining tiklashdagi aniqlik va sifatning pasayishiga olib keladi (3.6-rasm).
Bu usul ancha yaxshi natija beradi va blok bo‘yicha harakatni kompensatsiyalash usuli bilan uyg‘unlashadi, hamda videooqim 5Mbit/s tezlikdan yuqori bo‘lganda tasvirning sifati yaxshi tiklanadi. Ammo oqim tezligi kamayganda blok effekti deb ataladigan buzilish kuchli namoyon bo‘ladi va natijada tasvir mozayik ko‘rinishga kelib qoladi, bu esa siqishning asosiy kamchiligidir. DKO‘ asosan tasvirni JPEG va MPEG siqish standartlarida qo‘llaniladi.
3.6- rasm. 100 barobar siqilgandagi haqiqiy va tiklangan tasvirlarning ko‘rinishi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
