Chương 2 Các phương pháp nén dữ liệu đa phương tiện - Vũ Văn Cảnh

Hiểu rõ sự cần thiết của việc nén dữ liệu Multimedia.Nắm được công nghệ nén dữ liệu và phương pháp mã hóa dữ liệu được sử dụng ngày nay.Cung cấp kiến thức chung về nén ảnh, đồng thời giúp sinh viên có kiến thức chung về các chuẩn nén MPEG 
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 2 Các phương pháp nén dữ liệu đa phương tiện - Vũ Văn Cảnh Vũ CHƯƠNG 2. Văn  Cảnh CÁC PHƯƠNG PHÁP NÉN DỮ  LIỆU ĐA PHƯƠNG TIỆN MỤC TIÊU Hiểu rõ sự cần thiết của việc nén dữ liệu Multimedia Nắm được công nghệ nén dữ liệu và phương pháp mã hóa  dữ liệu được sử dụng ngày nay. Cung cấp kiến thức chung về nén ảnh, đồng thời giúp sinh  viên có kiến thức chung về các chuẩn nén MPEG và H.26x. Từ  đó  sinh  viên  thấy  được  công  nghệ,  tiến  trình  phát  triển,  phạm  vi  ứng  dụng  của  từng  chuẩn  nén  trong  công  cuộc  phục vụ nhu cầu nghe nhìn chất lượng cao của con người.  Về thái độ: Tự giác tìm hiểu thêm công nghệ nén dữ liệu và  ứng dụng của nó trong cuộc sống. NỘI DUNG guyên lý nén dữ liệu ỹ thuật nén ảnh ỹ thuật nén Audio NGUYÊN LÝ NÉN DỮ LIỆU 1. Tầm quan trọng của nén dữ liệu  Các  File  Multimedia  hay  các  file  dữ  liệu  nói  chung  thường  có  dung lượng rất lớn vì thế để có thể truyền đi giữa các trạm trên  mạng thì cần thiết phải làm giảm dung lượng các File đến mức  có thể nhằm đáp ứng vấn đề về băng thông mạng.   Nén  dữ  liệu  trước  khi  truyền  đi  cũng  là  một  trong  các  phương  pháp nhằm tăng tốc độ truyền dữ liệu.   Trong các modem hiện đại, việc thực hiện nén dữ liệu trước khi  truyền  đi  có  thể  được  thực  hiện  ngay  trong  modem  theo  các  giao thức V42bis, MNP5. Phương pháp này đòi hỏi hai modem  phải có cùng một giao thức nén dữ liệu, điều này nhiều khi khó  thoã mãn. NGUYÊN LÝ NÉN DỮ LIỆU 1. Tầm quan trọng của nén dữ liệu  Có  thể  thực  hiện  nén  các  tập  tin  ngay  tại  các  máy  trước  khi  truyền  đi,  tại  các  máy  nhận,  các  tập  tin  lại  được  giải  nén  để  phục hồi lại dạng ban đầu. Phương pháp này có ưu điểm là bên  phát và bên thu chỉ cần có chung phần mềm nén và giải nén.   Nhược điểm của là các máy vi tính phải tốn thêm thời gian nén  và giải nén, nhưng do sự phát triển nhanh chóng của các bộ vi  xử lý mà thời gian thực hiện nén và giải nén được giảm nhỏ hơn  rất nhiều thời gian để truyền dữ liệu.    Ví dụ, khi truyền một tập tin có kích thước là 100Kbyte với dạng  thức của một SDU là: 8 bits dữ liệu, 2 bit STOP và 1 bit START,  không  dùng  bit  chẵn  lẻ,  tốc  độ  truyền  là  9600bits/giây  thì  mất  khoảng 120 giây, trong khi một máy vi tính với bộ vi xử lí 80386  có  thể  thực  hiện  nén  tập  tin  trên  xuống  còn  50Kbyte  chỉ  mất  chưa đến 10 giây NGUYÊN LÝ NÉN DỮ LIỆU 2. Các nguyên tắc cơ bản của nén dữ liệu   Thông  thường,  hầu  hết  các  tập  tin  trong  máy  tính  có  rất  nhiều  thông tin dư thừa, việc thực hiện nén tập tin thực chất là mã hoá lại  các tập tin để loại bỏ các thông tin dư thừa.  Nhìn chung không thể có phương phát nén tổng quát nào cho kết  quả tốt đối với tất cả các loại tập tin vì nếu không ta sẽ áp dụng n  lần phương pháp nén này để đạt được một tập tin nhỏ tuỳ ý!   Kỹ thuật nén tập tin thường được áp dụng cho các tập tin văn bản,  các  tập  tin  ảnh  bitmap  (Mà  có  thể  có  những  mảng  lớn  đồng  nhất),  các tập tin dùng để biểu diễn âm thanh dưới dạng số hoá và các tín  hiệu tương tự (analog signal) khác.    Ðối  với  các  tập  tin  nhị  phân  như  tập  tin  chương  trình  thì  sau  khi  nén cũng không tiết kiệm được nhiều. NGUYÊN LÝ NÉN DỮ LIỆU 2. Các nguyên tắc cơ bản của nén dữ liệu  Nén không mất thông tin(Lossness)  Dữ liệu gốc có thể phục hồi lại hoàn toàn sau khi giải nén với tỷ  lệ nén thông thường có thể đạt được từ 2:1 đến 50:1  Giải  thuật  nén  điển  hình:  Huffman  Code,  RLC,  LZW,  Mã  số  học.  Nén không tổn hao thường dùng nén file dữ liệu, nén ảnh đồ hoạ  (Graphic Image) NGUYÊN LÝ NÉN DỮ LIỆU 2. Các nguyên tắc cơ bản của nén dữ liệu Nén mất thông tin (Lossy)  Là loại nén dữ liệu mà có sự khác biệt giữa dữ liệu gốc và dữ  liệu  được phục hồi lại sau khi nén.  Có sử dụng các đặc điểm tâm sinh lý của thính giác và thị giác  của con người trong việc nghiên cứu cho các giải thuật nén.  Tỷ lệ nén đạt cao hơn so với các giải thuật nén không tổn hao  (từ 100:1)  Các giải thuật nén điển hình: JPEG, MPEG  Nén tổn hao thường dùng nén MP3, Photograph Image, Video. NGUYÊN LÝ NÉN DỮ LIỆU Các công nghệ nén ...