Signallarni ixchamlashtirish algoritmlarini o'rganish kafedra: Sun'iy intellekt fan: Tizimlar va signallarni qayta ishlash

Yo'qotishli ixchamlashdan foydalanuvchi ma'lumot fayllari hajm jihatidan ancha kichik bo'ladi va shu sabab Internet orqali uzatish va saqlash uchun kam xarajat talab qiladi. Bu Netflix va Spotify kabi video va audio striming xizmatlari uchun juda muhim ahamiyatga ega.

Yo'qotishli ixchamlash algoritmlari yuqori ixchamlash koeffitsientlariga ega bo'ladi (yo'qotishsiz ixchamlashga qaraganda).

Video va audio ma'lumotlarni ixchamlashdan maqsad – ixchamlash koeffitsientini maksimal darajada oshirish va buzilish (distortion) larni minimallashtirishdir.

Yo'qotishli ixchamlash algoritmlari uchun standart formula “yaqin-approksimatsiya” deb ta'riflanadi, bu ixchamlangan ma'lumot asl nusxaga qanchalik yaqinligini ko'rsatuvchi turli buzilish ko'rsatkichlarini o'rnatish yo'li bilan o'lchanadi.

PERSEPTUAL BUZILISH

Perseptual buzilish – bu video sifatini baholab beruvchi ko'rsatkichdir. Buzilish nazariyasi (Distortion Theory) ma'lumotlarni uzatish tezligi va buzilishning o'zi o'rtasidagi o'zaro bog'liqlikni o'rganish uchun asos yaratadi.

Grafikda Y o'qi – ma'lumotlar uzatish tezligi, X o'qi esa – buzilish darajasi.

Agar ma'lumotlar uzatish tezligi yuqori va buzilish darajasi nolga teng bo'lsa, bu yo'qotishsiz ixchamlash sxemasi bo'ladi.

Agar cheklovlar hisobga olina boshlansa (o'tkazish kengligi (bandwidth) ko'rinishida), ma'lumotlarni qisqartirish tezligi oshadi va tasvir buzilishi paydo bo'ladi.

O'RTACHA KVADRAT XATOLIK VA PSNR

Yana bir buzilish o'lchovi – o'rtacha kvadrat xatolik, bu yerda X – kiruvchi ma'lumotlar ketma-ketligi, Y – chiquvchi ma'lumotlar ketma-ketligi, N esa – elementlar soni:

Yana eng yuqori signal-shovqin nisbati (Peak Signal-To-Noise Ratio – PSNR) ham mavjud. U signalning eng katta qiymatiga nisbatan xatolikning o'lchamini solishtirish orqali hisoblanadi.

PSNR qanchalik baland bo'lsa, video sifati shunchalik yaxshi bo'ladi. Signal-shovqin nisbati odatda detsibel (dB) birliklarida o'lchanadi. Sifati yaxshi bo'lgan tasvir yoki videolarda PSNR qiymati taxminan 80 dB atrofida bo'ladi.