Реалізація зонального кодування

Зональне кодування засноване на концепції теорії інформації про кількість інформації як міру невизначеності. Таким чином, коефіцієнти перетворення з максимальною дисперсією містять максимум інформації, і, значить, повинні зберігатися в процесі кодування. Самі ж варіації можуть бути обчислені, або безпосередньо з ансамблю масивів перетворених блоків, також як і в попередньому прикладі, або на підставі прийнятої моделі зображення (скажімо, Марковської автокореляційної функції). У будь-якому випадку, згідно (1.5-38), зональний відбір коефіціента може розглядатися як множення кожного коефіцієнта на відповідні елементи зональної маски, яка аналогічна коефіцієнтам , і містить одиниці в точках максимальної дисперсії і нулі у всіх інших точках. Зазвичай коефіцієнти з максимальною дисперсією розташовуються поблизу початку координат перетвореного блоку; типовий приклад зональної маски представлений на Рис. 1.36 (а).

а) б)

в) г)

д) е)

Рис. 1.35. Наближення зображення на Рис. 1.23 при збереженні 12.5% коефіцієнтів ДКП по блокам 8x8: (а), (в) і (д) результати порогового кодування; (б), (г) і (с) - результати зонального кодування.

Коефіцієнти, що залишаються в процесі зонального відбору, повинні бути проквантовані і закодовані, тому іноді зональна маска зображується у вигляді масиву чисел, кожне з яких означає число бітів, що відводяться для кодування відповідного коефіцієнта (Рис. 1.36 (6)). Коефіцієнтам при кодуванні може відводитися як рівне, так і нерівне число бітів. У першому випадку коефіцієнти, як правило, нормалізуються за значенням їх стандартного відхилення, а потім рівномірно квантуються. У другому випадку для кожного коефіцієнта (або групи коефіцієнтів) будується окремий квантувач, подібний оптимальному квантувачеві Ллойда-Макса. При побудові квантувача, щільність розподілу значень нульових коефіцієнтів (тобто середніх значень в блоках) зазвичай моделюють розподілом Релея, а щільність розподілу значень, що залишилися коефіцієнтів - розподілом Лапласа, або гауссових розподілом.

а) б)

в) г)

Рис. 1.36. Звичайні (а) зональні маски, (б) розподіл бітів по зонах, (в) гранична маска, (г) упорядкованість коефіцієнтів.

Число рівнів квантування (а відповідно, число бітів), що відводяться кожному квантувачеві, вибирають пропорційно . Такий розподіл бітів узгоджується з теорією взаємозв'язку швидкості і спотворення (див. Розділ 1.3.3), яка свідчить, що гауссова випадкова змінна з дисперсією , при відтворенні з середнім квадратом помилки менше, ніж D, не може бути представлена ​​менш ніж битами (див. Завдання 1.11). Інтуїтивний висновок такий, що інформаційний зміст гаусової випадкової змінної пропорційно . Таким чином, число бітів, що відводиться залишилися коефіцієнтам в (1.5-38) (які в даному випадку вибираються згідно з критерієм максимальної дисперсії) повинно бути пропорційно логарифму дисперсії коефіцієнтів.

Поиск по сайту: