Luận văn tốt nghiệp: Tìm hiểu một số phương pháp nén ảnh

Ngày nay, cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học và công nghệ thì máy tính đóng vai trò ngày càng quan trọng và không thể thiếu trong cuộc sống xã hội loài người. Việc trao đổi thông tin của con người trong tất cả các ngành, các lĩnh vực của đời sống ngày càng trở nên cần thiết cùng với sự ra đời và phát triển của mạng Internet.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn tốt nghiệp: Tìm hiểu một số phương pháp nén ảnhĐồ án tốt nghiệp Tìm hiểu một số phương pháp nén ảnh MỞ ĐẦU Ngày nay, cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học và côngnghệ thì máy tính đóng vai trò ngày càng quan trọng và không thể thiếutrong cuộc sống xã hội loài người. Việc trao đổi thông tin của con ngườitrong tất cả các ngành, các lĩnh vực của đời sống ngày càng trở nên cần thiếtcùng với sự ra đời và phát triển của mạng Internet. Xử lý ảnh là một ngành khoa học còn tương đối mới mẻ so với nhiềungành khoa học khác nhưng nó đang được tập trung nghiên cứu và pháttriển vì những ứng dụng thực tiễn của nó trong nhiều ngành , lĩnh vực khácnhau. Trong đó “Nén ảnh” là một phần của xử lý ảnh có ứng dụng to lớntrong truyền thông và trong lưu trữ, đã có rất nhiều phương pháp nén ảnhđược ra đời và không ngừng được cải tiến để ngày càng hoàn thiện đem lạihiệu quả nén cao và cho chất lượng ảnh tốt nhất. Trong đồ án tốt nghiệp“TÌM HIỂU MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP NÉN ẢNH” được sự hướng dẫncủa PGS .TS . Ngô Quốc Tạo em đã đi sâu nghiên cứu một số phương phápnén ảnh phổ biến như : mã loạt dài RLE, HUFFMAN, LZW, JPEG vàphương pháp nén ảnh JPEG2000 dựa trên biến đổi Wavelet với những đặctính vượt trội so với các chuẩn nén trước đó đem lại hiệu quả nén cao , choảnh nén chất lượng tốt và nhiều những ưu điểm khác mà các chuẩn néntrước đó không thể có. Nội dung đồ án tốt nghiệp bao gồm các phần chính như : chương mộtgiới thiệu tổng quan về xử lý ảnh, mục đích chương này là giới thiệu một sốkhái niệm cần biết về ảnh số và xử lý ảnh số. Chương hai sẽ giới thiệu mộtsố phương pháp nén ảnh và cách phân loại các phương pháp nén ảnh.Chương ba sẽ giới thiệu về chương trình thử nghiệm và kết quả đạt đựơcSinh viên thực hiện : Tạ Minh Thắng CT 702 Trang :1Đồ án tốt nghiệp Tìm hiểu một số phương pháp nén ảnhcủa chương trình. Cuối cùng sẽ là phần kết luận đánh giá kết quả nghiên cứuthu được và hướng phát triển của đề tài. CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NÉN ẢNHI.1.Giới thiệu về ảnh số và xử lý ảnh số: I.1.1.Ảnh số: Ảnh có thể biểu diễn dưới dạng tín hiệu tương tự hoặc tín hiệu số. Trongbiểu diễn số của các ảnh đa mức xám, một ảnh được biểu diễn dưới dạngmột ma trận hai chiều. Mỗi phần tử của ma trận biểu diễn cho mức xám haycường độ của ảnh tại vị trí đó. Mỗi phần tử trong ma trận được gọi là mộtphần tử ảnh, thông thường kí hiệu là PEL (Picture Element) hoặc là điểmảnh (Pixel). - Với ảnh đa cấp xám: Nếu dùng 8 bit (1 byte) để biểu diễn mức xám, thìsố các mức xám có thể biểu diễn được là 28 hay 256. Mỗi mức xám đượcbiểu diễn dưới dạng là một số nguyên nằm trong khoảng từ 0 đến 255, vớimức 0 biểu diễn cho mức cường độ đen nhất và 255 biểu diễn cho mứccường độ sáng nhất. - Với ảnh màu: Cách biểu diễn cũng tương tự như với ảnh đen trắng, chỉkhác là các số tại mỗi phần tử của ma trận biểu diễn cho ba màu riêng rẽgồm: đỏ (red), lục (green) và lam (blue). Để biểu diễn cho một điểm ảnhSinh viên thực hiện : Tạ Minh Thắng CT 702 Trang :2Đồ án tốt nghiệp Tìm hiểu một số phương pháp nén ảnhmàu cần 24 bit, 24 bit này được chia thành ba khoảng 8 bit. Mỗi khoảng nàybiểu diễn cho cường độ sáng của một trong các màu chính. Pixel or PEL Độ sáng trung bình trong mỗi hình chữ nhật = giá trị một điểm ảnh. Hình 1.1 Biểu diễn của một mức xám của ảnh số. I.1.2.Xử lý ảnh số: Xử lý ảnh là một khoa học mặc dù còn tương đối mới so với nhiềungành khoa học khác ,nhất là trên quy mô công nghiệp. Xử lý ảnh số có rấtnhiều ứng dụng như làm nổi các ảnh trong y học, khôi phục lại ảnh do tácđộng của khí quyển trong thiên văn học, tăng cường độ phân giải của ảnhtruyền hình mà không cần thay đổi cấu trúc bên trong của hệ thống chuyểntải, nén ảnh trong khi truyền đi xa hoặc lưu trữ. Các giai đoạn chính trong xử lý ảnh có thể được mô tả trong hình sau: Lưu CAMERA Phân Thu nhận Số Nhận dạng tích ảnh ảnhSENSORSinh viên thực hiện : Tạ Minh Thắng CT 702 Trang :3 Lưu Hệ quyết trữ địnhĐồ án tốt nghiệp Tìm hiểu một số phương pháp nén ảnhI.2.Mục đích và sự cần thiết của “ nén ảnh ”: Nén ảnh là một kỹ thuật mã hoá các ảnh số hoá nhằm giảm số lượngcác bit dữ liệu cần thiết để biểu diễn ảnh. Mục đích là giảm đi những chi phítrong việc lưu trữ ảnh và chi phí thời gian để truyền ảnh đi xa trong truyềnthông nhưng vẫn đảm bảo được chất lượng của ảnh. Nén ảnh thực hiện đượclà do một thực tế: thông tin trong bức ảnh không phải là ngẫu nhiên mà cótrật tự , tổ chức.Vì thế nếu bóc tách được tính trật tự, cấu trúc đó thì sẽ biếtphần thông tin nào quan trọng nhất trong bức ảnh để biểu diễn và truyền đivới số lượng ít bit hơn so với ảnh gốc mà vẫn đảm bảo tính đầy đủ củathông tin.Ở bên nhận quá trình giải mã sẽ tổ chức, sắp xếp lại được bức ảnhxấp xỉ gần chính xác so với ảnh gốc nhưng vẫn thỏa mãn chất lượng yêucầu. Dưới đây là ví dụ về lưu trữ ảnh số và truyền đi xa với đường truyền9600 baud (9600 bps) để thấy rõ sự cần thiết của việc nén ảnh: • Ảnh đa cấp xám hay ảnh 256 màu có kích thước 800 x 600, 8 bit/điểmảnh, cần 3.840.000 bit lưu trữ và mất 6.67 phút để truyền. • Ảnh màu RGB (24 bit/điểm ảnh ) cùng độ phân giải như vậy cần hơn10 triệu bit để lưu trữ và 20 phút để truyền. • Một phim âm bản có kích thước 24 × 36 mm (35 mm) chia bằ ...