Скляр Б. Цифровая связь (2003) (1151859), страница 208
Текст из файла (страница 208)
Если данные являются периодически расширенными, как показано на рис. 13АО, разрывность уже свойственна не амплитуде данных, а ее первой производной, так что степень спектрального затухания увеличивается до 1(гг. Более быстрая скоросп, спектрального затухания приводит к меньшему 13.8. Примеры кодирования источника 893 числу значимых спектральных членов. Еще одним преимуществом ДКП есть то, что поскольку данные четно-симметричные, их преобразование также является действительным и симметричным; следовательно, отсутствует необходимость в нечетно-симметричных базисных членах — функциях синуса. Одна отрока ф~ опля Четное расширение гз зтг ь ьтт4~ Периодическое Исходная Периодическое Спектр расширение поспелова- расширение ~"" Дп Ь„-~,- Ь,-~- Ь„-~. Ь,-~.
МД1 ЬП-~- Пеииолическое Четное послед„ва Песиолическое Исходная ь . т1~ . . т\гт . Рис. 13.40. Спектральное затухание и периодическое расширение временного рада с помощью ДПФ и ДКП Поскольку амплитуда образа имеет сильную корреляцию на небольших пространственных интервалах, значение ДКП блока Зхз пиксслей определяется, в основном, окрестностью постоянной составляющей и относительно небольшим числом иных значимых членов.
Типичное множество амплитуд и их преобразование ДКП представлено на рис. 13.41. Отметим, что спектральные члены убывают, по крайней мере, как 1/7"' и большинство членов высокой частоты, в основном, нулевые. Спектр посылается на устройство квантования, которое использует стандартные таблицы квантования для присвоения бит спектральным членам согласно их относительным амплитудам и их психовизуальному значению. Для компонентов яркости и цветности используются различные таблицы квантования. я о х я 7 7В пк 7 7В Амплитуды пикселеа Амплитуды дискретного косинусного преобразования Рис.
13 41. Пикеели и амплитуды ДХП, описывающие один и тот нее йеок 8х8 ликселей 894 Глава 13. Кодирование источника Чтобы использовать преимущество большого числа нулевых позиций в квантованном ДКП, спектральные адреса ДКП сканируются зигзагообразным образом, как изображено на рис. 13.42. Зигзагообразная модель обеспечивает длинную последовательность нулей. Это улучшает эффективность кодирования группового кода Хаффмана, описывающего спектральные выборки. На рис.
13.43 представлена блок-схема кодера )РЕЮ. Сигнал, доставленный на кодер, обычным образом представлен в виде растровой развертки с дискретными основными авдитивными цветами: красным, зеленым и синим (кглВ). Цветная плоскость преобразуется в сигнал яркости (у) и цветности 0,5б4х ( — У) (обозначено как Св) и 0,713 х (В-1') (обозначено как Сл), используя преобразование цветового контраста, разработанное для цветного ТВ. Это отображение описывается следующим образом: 0,299 0,587 0,114 — 0,1б9 — 0,331 0,500 0,5 00 — 0,419 — 0,081 Ч Здесь компонент У образован для отражения чувствительности человеческого глаза к основным цветам. «л О 1 2 3 4 5 6 7 О 1 2 5 Рис. 1342 Зигзаюобраэное сканирование снектральных состав- ллющихДКП Рис.
13.43. Блок-схема кодера 1РЕб 13.8. Поимеоы кодиоования источника 898 Глаз человека имеет разную чувствительносп к цветным компонентам и компонентам яркости (черное и белое). Эта разница в способности к разрешению является следствием распределения рецепторов цвета (палочек) н рецепторов яркости (колбочек) на сетчатке. Человеческий глаз может различать 1-дюймовые чередующиеся черные и белые полоски со 180 футов (1/40 градуса). Для сравнения, 1-дюймовые сине-красные или сине-зеленые цветные полоски невозможно различить с расстояний, больших 40 футов (1/8 градуса). Следовательно, трехцветные образы требуют примерно на 1/25 (1/5 в каждом направлении) больше данных, чем нужно для получения черно-белого изображения. В далеком прошлом фотографы знали, что глаз требует очень малого числа цветных деталей.
Чтобы придать образу цвет, существовала живая индустрия, в которой от руки раскрашивали черно-белые фотографии и почтовые открытки. Большинство аналоговых и цифровых цветных ТВ используют преимушество этой разницы в остроте восприятия для доставки дополнительных цветных компонентов через значительно сокращенную полосу частот. Стандарт )ЧТЗС определяет доставку всех трех цветов через полосу частот в 0,5 МГц, а не 4,2 МГц, действительно требуемую яркостным компонентом.
Аналогично 1РЕП использует преимущество разницы в восприятии и выбирает компоненты цветового контраста с половинной частотой в направлении сканирования (х), но не в направлении поперек линий развертки (у). Сигналы цветового контраста и сигналы с пониженной частотой дискретизации последовательно представлены как блоки 8х8 в двухмерном ДКП. Выходы ДКП квантуются с помощью соответствующей таблицы и затем зигзагообразно сканируются для передачи на кодер Хаффмана. 1РЕО использует кодер Хаффмана для кодирования коэффициентов переменной составляющей сигнала, но поскольку компоненты постоянной составляющей имеют высокую корреляцию между соседними блоками, лля них используется дифференциальное кодирование.
Разумеется, для формирования образа декодер обращает эти операции. 13.8.2.1.1. Варианты декодирования с помощью УРЕ6 Во время реконструкции образа декодер может работать последовательно, начиная с верхнего левого угла изображения и образуя блоки ЗхЗ пикселей по мере их поступления. Это последовательный режим 1РЕб. В прогрессивном режиме кодирования образ сначала объединяется в блоки Зх8, образованные только компонентом постоянной составляющей в каждом блоке. Это очень быстрый процесс, который представляет крупноблочный, но распознаваемый в результате предварительного просмотра образ, — процесс, часто демонстрируемый в 1шегпег при загрузке файлов О1Р (Сгаруйс 1пгегспапйе Роппаг), которые в начале передачи данных доставляют только компоненты постоянной составзиюшей. Затем изображение обновляется в каждом блоке Зх8, образованном из компонентов постоянной составляющей и первых двух соседних компонентов, представляющих следующее множество данных, доставленных на декодер.
И наконец, образ обновляется при полном разрешении посредством полного множества коэффициентов, связанных с каждым блоком Зх8. При иерархическом кодировании образ кодируется и декоднруется как перекрывающиеся кадры. Изображение с низким разрешением, выбранное с пониженной частотой (4:1 в каждом направлении), кодируется с использованием ДКП и квантованного коэффициента, образуя первый кадр.
Изображение, полученное с помощью этого кадра, выбирается с более высокой частотой и сравнивается с версией исходного изображения большего разрешения (2:1 в каждом направлении), и разность, представляющая ошибку в формировании образа, снова кодируется как изображение МРЕО. Два кадра, образо- 896 Глава 13. Кодирование источника ванные двумя уровнями кодирования, используются для создания составного образа, который увеличивается и сравнивается с исходным образом.
Разность между исходньии образом и двумя уровнями реконструкций с более низкой разрешающей способностью формируется с наивысшей доступной разрешающей способностью, и снова применяется кодирование 3РЕС. Этот процесс полезен при доставке образов с последовательно высоким качеством реконструкции, подобно прогрессивному кодированию.
Разница заключается в том, что имеется дополнительная разрешающая способность, но она не может быть послана до тех пор, пока не будет востребована. Пример: сканирование пользователем библиотеки изображений и требование окончательного качества после просмотра множества изображений. Еще одним примером может быть доставка одного уровня качества на дисплей персонального компьютера и более высокого уровня на дисплей рабочей станции с высокой разрешающей способностью. В заключение отметим, что 3РЕС-2000 — это предложенный стандарт для определения новой системы кодирования изображенил, предназначенной для 1пгегпеы приложений и мобильных приложений. В этой системе предлагается узкая полоса частот, множественная разрешающая способность, устойчивость к ошибкам, защищенность изображения и низкая сложность.
Она базируется на алгоритмах волнового сжатия, и по отношению к 3РЕО в ней предлагается улучшенная эффективность сжатия со многими возможностями разрешения !28). 13.8.2.2. МРЕьь МРЕС (Мог!оп Р!стоге Ехреггз Огопр — экспертная группа по вопросам движущегося изображения) представляет собой стандарты, созданные для поддержания кодирования движущихся изображений и ассоциированного аудио для среды цифрового запоминания со скоростями до 3,5 Мбит/с.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
