Прогрессивная передача изображений через Интернет

Прогрессивная передача Прогрессивная передача изображений через изображений через

ИнтернетИнтернет

Александр СимаковАлександр Симаков

Сыктывкарский государственный Сыктывкарский государственный университетуниверситет

Основная задачаОсновная задача

Достижение максимально высокой степени сжатия при Достижение максимально высокой степени сжатия при приемлемом качестве изображенияприемлемом качестве изображения

Возможность прогрессивной передачиВозможность прогрессивной передачи• Декодирование с постепенным увеличением детализацииДекодирование с постепенным увеличением детализации

Возможность заранее точно указывать степень сжатияВозможность заранее точно указывать степень сжатия• В лучшем случае с точностью до битаВ лучшем случае с точностью до бита• В В JPEG JPEG задается только коэффициент качествазадается только коэффициент качества

Устойчивость к ошибкамУстойчивость к ошибкам• Искажения должны носить локальный характерИскажения должны носить локальный характер

Минимизация артефактов кодированияМинимизация артефактов кодирования• Изображение разбивается на блокиИзображение разбивается на блоки• Разводы на резких перепадахРазводы на резких перепадах

Сжатие изображенийСжатие изображений

Вейвлетное преобразованиеВейвлетное преобразование• Вейвлетное преобразование Добеши 9Вейвлетное преобразование Добеши 9/7 (JPEG2000)/7 (JPEG2000)• Вейвлетное преобразование БаттервортаВейвлетное преобразование Баттерворта

Прогрессивное кодированиеПрогрессивное кодирование• SPIHT – Set Partitioning In Hierarchical TreesSPIHT – Set Partitioning In Hierarchical Trees• EZW – Embedded Zerotree Wavelet coderEZW – Embedded Zerotree Wavelet coder

Вейвлетное преобразованиеВейвлетное преобразование

Выделяет НЧ и ВЧ составляющие изображенияВыделяет НЧ и ВЧ составляющие изображения• НЧ: плавные переходы яркости и цветаНЧ: плавные переходы яркости и цвета• ВЧ: резкие линии и перепадыВЧ: резкие линии и перепады• ВЧ отвечают за передачу мелких деталей, НЧ – крупныхВЧ отвечают за передачу мелких деталей, НЧ – крупных• Для человеческого восприятия НЧ важнее ВЧДля человеческого восприятия НЧ важнее ВЧ

Представляет изображение в виде грубого Представляет изображение в виде грубого приближения и детализирующей информацииприближения и детализирующей информации• НЧ: грубое приближениеНЧ: грубое приближение• ВЧ: детализирующая информацияВЧ: детализирующая информация

Имеет частотную и пространственную локализациюИмеет частотную и пространственную локализацию• Гармонический анализ не имеет пространственной Гармонический анализ не имеет пространственной

локализациилокализации

Вейвлетное разложениеВейвлетное разложение

Прогрессивное кодирование: Прогрессивное кодирование: SPIHTSPIHT

Как и большинство методов сжатия изображений, Как и большинство методов сжатия изображений, SPIHT SPIHT основан на выделении низко- и высоко-частотной информации основан на выделении низко- и высоко-частотной информации с последующим подавлением последнейс последующим подавлением последней

Применяется к коэффициентам вейвлетного разложения и Применяется к коэффициентам вейвлетного разложения и для большей эффективности комбинируется с для большей эффективности комбинируется с арифметическим кодированиемарифметическим кодированием

Главная задача Главная задача SPIHT SPIHT - не сжимать изображение, а - не сжимать изображение, а переупорядочить биты коэффициентов его вейвлетного переупорядочить биты коэффициентов его вейвлетного разложения специальным образомразложения специальным образом

Первые биты будут нести наиболее важную (НЧ) информацию, Первые биты будут нести наиболее важную (НЧ) информацию, а последние – незначительные уточняющие детали (ВЧ)а последние – незначительные уточняющие детали (ВЧ)

Кодер можно остановить в любой момент, когда будет Кодер можно остановить в любой момент, когда будет достигнута указанная степень сжатия либо качестводостигнута указанная степень сжатия либо качество

Можно сохранить лишь требуемое количество первых битов Можно сохранить лишь требуемое количество первых битов закодированного изображения, а оставшийся «хвост» просто закодированного изображения, а оставшийся «хвост» просто отбросить, так как он несет сравнительно мало информации отбросить, так как он несет сравнительно мало информации

Декодер, получая очередные порции данных может Декодер, получая очередные порции данных может последовательно улучшать и уточнять изображениепоследовательно улучшать и уточнять изображение

РазмерРазмер 512x512 512x512263222 байт263222 байт

Оригинальное изображениеОригинальное изображение

40474047 байтбайт, , степень сжатия 1:65степень сжатия 1:65PSNR PSNR 24.246 dB24.246 dB

Дискретное косинусное преобразование Дискретное косинусное преобразование (JPEG)(JPEG)

40474047 байтбайт,, степень сжатия 1:65 степень сжатия 1:65PSNR PSNR 30.689 dB30.689 dB

Вейвлетное преобразование Добеши 9Вейвлетное преобразование Добеши 9/7/7 + SPIHT+ SPIHT

Цветовое пространство Цветовое пространство YCbCrYCbCr

Размер Размер 480x512480x512737334 байт737334 байт


Прогрессивная передача изображенияПрогрессивная передача изображения

Размер файла 28 байтРазмер файла 28 байтPSNR PSNR 11.390 11.390 dBdB


Размер файла Размер файла 7070 байт байтPSNR 12PSNR 12..693693 dBdB


Размер файла Размер файла 575575 байт байтPSNR 15.274PSNR 15.274 dBdB


Размер файла Размер файла 980980 байт байтPSNR 16.886PSNR 16.886 dBdB


Исходное изображениеИсходное изображение


Размер 256Размер 256xx320320245814 байт245814 байт



Размер файла 28 байтРазмер файла 28 байтPSNR PSNR 99.804 dB.804 dB


Размер файла Размер файла 3030 байт байтPSNR 9.883 dBPSNR 9.883 dB


Размер файла Размер файла 182 182 байтбайтPSNR 24.462 dBPSNR 24.462 dB


Исходное изображениеИсходное изображение


Программное обеспечениеПрограммное обеспечение

Библиотека для сжатия изображенийБиблиотека для сжатия изображений Кодер на её основеКодер на её основе WTP WTP серверсервер WTP WTP клиентклиент

WTP WTP клиентклиент

WTP WTP сервер доступен по адресу сервер доступен по адресу wtp.syktsu.ruwtp.syktsu.ru

DownloadDownload

Все исходные тексты, статьи и другие материалы Все исходные тексты, статьи и другие материалы доступны для скачивания и распространяются доступны для скачивания и распространяются

согласно открытой лицензиисогласно открытой лицензииGNU GPLGNU GPL

http://[email protected]

ВопросыВопросы

??

Прогрессивная передача изображений через Интернет

Documents