computer vision & image processingrmuti.ac.th/.../image_coding_and_compression.pdf · image...

Computer Vision & Image Processing

1

Today Information and Data

Redundancy

Image Quality

Coding

Compression

2

Redundancy information and data Image coding และ Image compression เปนการลดขนาดจ านวน

ขอมลของรปภาพท าใหไฟลภาพมขนาดเลกลง เพอสะดวกแกการจดเกบขอมล หรอ สงขอมล แตขณะเดยวกนขอมลในภาพกจะตองไมหายไป รายละเอยดตาง ๆ ในภาพกยงคงถกเกบรกษาไวเหมอนเดม

Image coding และ Image compression เปนการเขารหสของขอมลภาพ เพอใหภาพมขนาดในการจดเกบทเลกลง และยงสามารถน าขอมลของภาพคนมาไดอยางถกตอง หลงจากมการถอดรหสแลว

3

Definition n1 = data

n2 = data – redundancy (data after compression)

Compression ration =

Relative redundancy =

4

Image coding & compression

5

Image compression Lossless (Reversible) ไมมการสญเสยขอมลในภาพ ภาพทถกบบอด(compression) เมอน ามาขยายใหเหมอนเดมแลว

(decompression) จะไมมการสญเสยขอมลไป จ าเปนมากในขนตอนการท าการวเคราะหภาพ

อตราสวนของการบบอดขอมล (compression ration) โดยทวไปจะมคา 2 ถง10 เทา

Lossy (Non reversible)มการสญเสยขอมลในภาพบางสวน สวนใหญใชในการสอสารขอมล ,กลอง compact, video, www etc.

อตราสวนของการบบอดขอมล (compression ration) โดยทวไปจะมคา 10 ถง 30 เทา

6

Image coding & compression Image coding

เปนการแทนคาขอมลภาพดวย code ประเภทตาง ๆ

Image compression

ท าการลดขนาดของขอมลซงมาไดจากวธการ Image coding

ท าใหการจดเกบ และการสงขอมลภาพ มประสทธภาพทด

7

Objective Measures of Image Quality Error

Total Error

Root-Mean-Square

8

Measure the amount of data คาเฉลยของจ านวน bits แทนแตละ pixel ในภาพขนาด MxN นน มจ านวน

gray level (ระดบสเทา) ซงจะแทนดวยตวแปร Lavg ดงนน

เมอ คอจ านวน bit ของภาพในระดบ gray level นน ๆ และ คอความนาจะเปน (probability) ของ gray level ท

เกดขนในภาพ จ านวน bits ทใชส าหรบภาพขนาด MxN จะเทากบ MN * Lavg

9

10

Huffman Coding First

1. จดเรยง probability ของ gray level จาก มากไปนอย

2. ท าการบวก probability คาทนอยทสด 2 คาเขาดวยกน3. ท าการจดเรยงคาใหม

4. ท าซ าข นตอนท 1 ถง 3 จนกระทงเหลอคา probability แค 2 คา

Second

1. แทน code 0 ส าหรบคา probability สงสด และ code 1 ส าหรบ probability ต าสด ภายในคบวกใด ๆ

2. ท าจากปลายทางไปตนทาง และท าซ าตามขอ 1 จนกระทงคา สดทตนทางแลวหยดท า

11

Example of Huffman coding

12

First (ขนตอนแรก)

Huffman Coding First

1. จดเรยง probability ของ gray level จาก มากไปนอย

2. ท าการบวก probability คาทนอยทสด 2 คาเขาดวยกน3. ท าการจดเรยงคาใหม

4. ท าซ าข นตอนท 1 ถง 3 จนกระทงเหลอคา probability แค 2 คา

Second

1. แทน code 0 ส าหรบคา probability สงสด และ code 1 ส าหรบ probability ต าสด ภายในคบวกใด ๆ

2. ท าจากปลายทางไปตนทาง และท าซ าตามขอ 1 จนกระทงคา สดทตนทางแลวหยดท า

13

Example of Huffman codingAssigning codes

14

Second (ขนตอนทสอง)

Example of Huffman coding

15

MN*Lavg (กอน huffman) = 2200*3 = 6600 bits

MN*Lavg (หลง huffman) = 2200*2.1 = 4620 bits

Huffman Coding วธการ Huffman coding เมอมการ Decompression เพอน ารปภาพ

มาแสดง จะไมมการสญหายของขอมล ภายในรปภาพ (lossless)

ตารางการแปลงของ Huffman coding จะตองถกเกบควบคไปกบ code ของไฟลภาพดวย เพอท าการแปลงคากลบใหถกตอง

16

Homework จาก คา gray level และจ านวนของ gray level ทให

จงแสดงการวธการท า Huffman coding และหาคา (กอนท า) , (หลงท า) , CR, RD ,MN*Lavg (กอน huffman) ,MN*Lavg (หลง huffman)

17