JPEG (Fortsetzung) und Einführung in JPEG2000. JPEG Modi. JPEG Sequentiell vs. Progressiv. 1. Stufe: DC ohne LSB (0.
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- Sebastian Baum
- vor 6 Jahren
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1 JPEG Modi JPEG (Forsezung) und Einührung in JPEG2 Dr. Delev Marpe Fraunhoer Insiu ür Nachrichenechnik HHI Baseline (Minimale Anorderung an jeden Decoder) 8 bis/sample 8x8 DCT Human-Codierung (opional: opimiere Tabellen) Sequenielle (blockweise) Verarbeiung Erweierer sequenieller Modus (wenig unersüz) 8 oder 2 bis/sample Wahlweise arihmeische Codierung (sa Human) Progressiver Modus (sa sequenieller Verarbeiung) Spekrale Vereinerung (von ie- zu hochrequenen DCT-Koeizienen) Schriweise Vereinerung der Genauigkei aller DCT-Koeizienen Hierarchische Vereinerung (progressiv bzgl. Bildaulösung) Verlusloser Modus (wenig unersüz) DPCM-basier (keine Verwendung der DCT) 2 JPEG Sequeniell vs. Progressiv. Sue: DC ohne LSB (.88 bpp) Komplee Bildkomponene (quan. DCT-Koe.) Sequenielle Codierung (Baseline): Durchlau (Scan) durch das Bild, Block ür Block komple überragen Spekrale Vereinerung (N Scans) Vereinerung der Genauigkei (von MSB zu LSB) Sue: +- AC ohne 3 LSBs (.26 bpp) 3. Sue: +-63 AC ohne 3 LSBs (.283 bpp) 5 6
2 Sue: +-63 AC 3. LSB (.482 bpp) 5. Sue: +-63 AC 2. LSB (.796 bpp) Sue: +-63 AC LSB (.379 bpp) 9 Moivaion ür einen neuen Sandard: JPEG2 - Anwendungsbeispiele Medizin Verlusreie und simulane verlusbehaee Kompression Region-o-Ineres (ROI: Fokusregionen) Digiale Kameras begrenzer Speicherplaz, Raenkonrolle Archivierung Einmalige Encodierung au Server Angepasse Decodierung ür spezielle Wiedergabemedien (Displays unerschiedlicher Aulösung, Drucker..) WWW Progessive Bildüberragung Dialog (Anorderung nach mehr bzw. anderen Daen) Bessere Kompressionsergebnisse bei geringen Raen Aber: JPEG2 soll JPEG ergänzen nich ersezen Anorderungen an JPEG2 Kompression Bessere Kompressionsergebnisse bei Raen <,25 bpp Verluslose und verlusbehaee Kompression Unersüzung unerschiedlichser Bildypen Schwarz-Weiß (bional), Grausuen, Farbe, Hyperspekral naürliche, medizinische, synheische Bilder, Dokumene mi Bild und Tex,... Erhöhe Flexibiliä und Robushei Qualiäs- und Aulösungsskalierbarkei Erhöhe Fehlerrobushei Erweiere Funkionaliäen Random Access (wahlreier Zugri au Teilbereiche des Bildes) Fokusregionen (ROI) Bildmanipulaion im komprimieren Bereich JPEG2 - Funkionaliäen Encoder Einsellungen verlusrei, verlusbehae Zerlegung in Teilbilder Quanisierung Zielrae(n) Region-o-Ineres (ROI) JP2-Bisrom Decoder Möglichkeien Aulösung Qualiä Teilrae(n) Region-o-Ineres (ROI) Teilbereiche/-komponenen 2 2
3 JPEG2 - Codierschema Zerlegung des Bildes in Tiles Zerlegung der Tiles in Komponenen Transormaion, Zerlegung in Aulösungssuen Zerlegung in Teilbänder Transormaion mi Waveles Keine Blockareake durch überlappende Basisunkionen Basisunkionen werden durch Verschiebung und Skalierung aus einem Prooyp ("Muer"-Wavele) erzeug Voreilhae Zerlegung der Zei-/Frequenzebene Magniude Zerlegung in Bereiche (Precincs) und Codeblöcke Zerlegung der Codeblöcke in Biebenen Codierung der Biebenen in drei Durchgängen 3 4 Zerlegung der Zei-/Frequenzebene I Zerlegung der Zei-/Frequenzebene II 8-DCT Beispiel: Haar [9] Wavele Orsbereich DCT Wavele (eindimensional, Blocklänge = 8) Eineilung bzgl. verschiedener Skalierungen der Basisunkion 5 6 Zerlegung der Zei-/Frequenzebene III grob Beispiel: Mexican Ha Wavele Waveleransormaion als Teilbandzerlegung TP: Tiepass HP: Hochpass Zeilen TP jeder 2. Spale Spalen TP Spalen HP LL HL Eingangsbild Spalen TP LH Zeilen HP jeder 2. Spale Spalen HP HH miel LL LH ein HL HH Ors-/Zeibereich Frequenzbereich Skalierung (Aulösung) 7 8 3
4 Zerlegung eines Bildsignals Horizonale Zerlegung eines Bildsignals = + horiz. Tiepass =ˆ =ˆ =ˆ = + horiz. Hochpass horiz.. Unerabasung 9 2 Verikale Zerlegung Kaskadiere Zerlegung I ver. Tiepass ver. Hochpass ver. Unerabasung 2 22 Kaskadiere Zerlegung II Kaskadiere Zerlegung III 5/3 Wavele 2D Basisunkionen
5 Unerschiedliche Skalierbarkei durch Variaion der Überragungsreihenolge PräzisionPr zision Genauigkei Genauigkei Horizonale Aulösungssuen Aulösungsskalierbarkei Teilbänder Verikale Aulösungs sungs- suen Unerschiedliche Codierungs- modi werden durch uner- schiedliche Anordnungen der komprimieren Inormaionen in der JPEG2-Daei realisier Region-o-Ineres Qualiäs- (SNR-) Skalierbarkei
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