Искажения и дефекты ТВ изображения после компрессии-декомпрессии.

Специфика обработки видеоданных в кодерах цифрового сжатия приводит к появлению дефектов (артефактов), отсутствующих в исходном изображении.

1. Заметность шумов квантования, особенно в системах со сжатием.

2. Потеря разрешающей способности – обусловлена устранением избыточности в первую очередь в высокочастотной части спектра пространственных частот. Мелкие детали либо размываются, либо полностью пропадают в изображении.

3. Блочность – структура типа шахматной доски. Если кодирующему устройству недостает битов, становится видимой структура блоков ДКП (дискретно-косинусного преобразования).

4. Эффект мозаики – выглядит подобно блочности, но воспринимается как различие в поле соседних блоков, а не на границе. Возникает при слишком грубом квантовании коэффициентов ДКП, когда постоянные составляющие пространственных частот в соседних блоках заметно отмечаются.

5. Шумы типа «москито» - характерны для всех систем с ДКП и квантованием и проявляются на резких границах (например, надписях). При преобразовани из временной в частотную область влияние перепада отчетов на границе распространяются на весь макроблок, при этом высокочастотные коэффициенты квантуются более грубо, чем низкочастотные. При обратном преобразовании в аналоговый сигнал вдоль первоначальной границы образуется характерный узор.

6. Окантовка на границах – проявляется как возникновение окантовок на резких перепадах яркости изображения. При нехватке битов в первую очередь обрезаются высокочастотные коэффициенты, и это может повлиять на форму сигнала яркости вблизи ступеньки – вызвать колебательный процесс на вершине импульса.

7. Размытость цветов – имеет такую же причину, что и эффект окантовки на границах, но проявляется на участках изображения с резкими скачками в сигнале цветности.

8. Неправильный цвет макроблока, отличающийся от исходного и от соседних макроблоков. Причиной может быть тот факт, что сопряжение блоков ведется только по сигналу яркости. Опорный блок при высокой корреляции по сигналу яркости может иметь совсем другой цвет, и это отражается на цвете предсказанного блока.

9. При компрессии-декомпрессии движущихся изображений появляются подергивание или неправильное расположение блока пикселей; ложные границы, обусловленные неточностью компенсации движения; эффект «грязного окна», проявляющийся в виде полосок или шумов, остающихся неподвижными, в то время как объект движется; волнообразные шумы, обусловленные медленным панорамированием по очень детализированной сцене, являющиеся результатом грубого квантования высокочастотных коэффициентов.

 

Порядок выполнения работы.

1. Войти в пакет “Colorimetrie”, выбрать “Compression.exe”, выбрать изображение (рекомендуються Visage.bmp, Special Compression.bmp и др.), выбрать CompressionJPEG.  Появится изображение и меню:

 

Где Qualite – качество;

Mauvaise – плохо;

Excellente – превосходно;

Echatillonage – представление отсчетов в битах;

Vitesse de decompression – скорость декомпрессии;

Privilegier qualite – привелегия качества;

Privilegier rapidite – привелегия быстродействия (скорости);

Encodageprogressif – прогрессивное (последовательное) кодирование;

Affichageprogressif – активизация последовательного режима;

Smoothing – активизация сглаживания;

Creercycle – задание циклов (времени) сжатия;

Lancer – пуск алгоритма, внизу указывается число отсчетов исходного (слева) и сжатия (справа) изображений.

 

2. Изменяя качество Q изображения от min (0) до max (100%), определить изменения в качестве отсеянных отсчетов . Построить зависимость  при различных установках меню. Используя «Лупу» для наблюдения, определить, какие блоки наиболее искажены при самом низком качестве. Чему соответствует цвет монохромных блоков при минимальном качестве.

3. При трех значениях качества (30%, 50%, 80%) изменяя режимы работы кадра и длительности циклов  (1 – 100) определить зависимости . Определить характер искажений изображений.

 

 

                                     3. Содержание отчета

1. Исследуемые изображения.

2. Зависимости пп. 2 и 3.

3. Выводы.

 

4. Контрольные вопросы

1. Перечислите режимы сжатия стандарта JPEG. Дайте краткую характеристику каждого из них.

2. Что такое дискретное косинусное преобразование?

3. Для чего необходимо квантование после дискретного косинусного преобразования?

4. Перечислите, какие бывают искажения и дефекты ТВ изображения после компрессии-декомпрессии?

 

список рекомендуемой литературы

 

1. Мультимедиа технологии: Конспект лекций. Часть 2: / сост.:          Е.А. Докторова. – Ульяновск: УлГТУ, 2010. – 74 с.

2. Москатов Е.А. Основы телевидения. (Краткий конспект лекций). Издание 1. – Таганрог, 2005. – 26 с., ил.

3. Грузман И.С., Киричук В.С., Косых В.П., Перетягин Г.И., Спектор А.А. ЦИФРОВАЯ ОБРАБОТКА ИЗОБРАЖЕНИЙ В ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ: Учебное пособие.- Новосибисрк: Изд-во НГТУ, 2000. - 168.

4. Алгоритмы телекоммуникационных сетей: учебное пособие: в 3 ч. / Ю.А. Семенов. – М.: Интернет_Университет Информационных технологий; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. – (Основы информационных технологий).

5. Основы телевидения: методические указания для проведения лабораторных работ / сост. Ю.И. Лёвочкин, С.П. Москвитин, М.А. Шелковников. – Тамбов: Изд-во Першина Р.В., 2012. – 40с.

6. Основы телевидения: учебное пособие / сост.: В.А. Глушков, А.В. Смирнов. – Ульяновск: УлГТУ, 2014. – 88 с.