Bài giảng Xử lý ảnh - Chương 13: Nén dữ liệu ảnh

Nén ảnh là một kỹ thuật mã hoá hiệu suất cao ảnh số nhằm làm giảm số bit cần cho biểu diễn ảnh. Chức năng của kỹ thuật này là giảm độ lớn dữ liệu phải lưu trữ cùng với thời gian truyền trong khi vẫn giữ nguyên chất lượng của ảnh. Để đánh giá sự cần thiết của nén ảnh, chúng ta xem xét về yêu cầu bộ nhớ và thời gian truyền khi dùng một modem 9600 baud (bit/s) cho các ảnh sau đây: Một ảnh 512 512 điểm, 8 bit cho một điểm, ảnh mức xám yêu cầu 2,097,152 bit cho lưu giữ và mất 3.64 phút để truyền. Một ảnh màu RGB có cùng các bước xử lý như trường hợp trên yêu cầu xấp xỉ 6 triệu bít cho lưu trữ và mất gần 11 phút để truyền. Một phim âm bản có kích thước 24 36 mm (35 mm) chia bằng các khoảng cách nhau 12 m, vào khoảng 3000 2000 điểm, 8 bit cho một điểm, yêu cầu 48 triệu bit cho lưu giữ ảnh và 83 phút để truyền. Một phim âm bản màu sẽ yêu cầu một số lớn gấp ba lần cho lưu giữ và truyền. Rõ ràng, việc truyền và lưu giữ các ảnh sẽ có nhiều vấn đề. Có rất nhiều ví dụ khác mà sẽ dễ dàng làm sáng tỏ vai trò của nén ảnh, và rất có nhiều nghiên cứu tập trung vào lĩnh vực này. Fax, một tài liệu đồ hoạ được truyền qua đường dây điện thoại, nén dữ liệu ảnh y học, truyền hình là một vài trong số nhiều ứng dụng tiềm tàng của nén ảnh. Sự phát triển của kỹ thuật vi điện tử và sự phát triển của rất nhiều ứng dụng thương mại dẫn dắt sự phát triển cho các tiêu chuẩn và phần cứng của bộ nén ảnh theo thời gian thực. Nén ảnh là đạt được bâừng cách loại bỏ các phần thừa trong ảnh. Các phần thừa này có thể ở trong miền không gian, miền phổ, hoặc là phần thừa trong thời gian. Phần thừa không gian là kết quả do mối quan hệ tương quan giữa các điểm gần nhau. Phần thừa phổ là kết quả do mối tương quan giữa các mặt phẳng màu khác nhau. Phần thừa thời gian là kết quả mối tương quan của các khung khác nhau một dãy các ảnh như trong truyền hình . Trong chương này tôi sẽ trình bày với các bạn một số thuật toán nén ảnh có kết quả tốt được thừa nhận rộng rãi. Chúng ta sẽ phát triển thuật toán thành mã chương trình C, sau đó kiểm tra kết quả của các kỹ thuật này qua các ví dụ chạy thử. Bạn sẽ có nhiều kinh nghiệm bằng cách tự chạy các chương trình này.