Beeldverwerking Prof. dr. ir. W. Philips Didactisch materiaal bij de cursus Academiejaar 2010-2011

Presentatie over: "Beeldverwerking Prof. dr. ir. W. Philips Didactisch materiaal bij de cursus Academiejaar 2010-2011"— Transcript van de presentatie:

1 Beeldverwerking Prof. dr. ir. W. Philips Didactisch materiaal bij de cursus Academiejaar 2010-2011 philips@telin.UGent.be http://telin.UGent.be/~philips/beeldv/ Tel: 09/264.33.85 Fax: 09/264.42.95

2 © W. Philips, Universiteit Gent, 1999-2011versie: 8/12/2010 10a. 2 Copyright notice This powerpoint presentation was developed as an educational aid to the renewed course “Image processing” (Beeldverwerking), taught at the University of Gent, Belgium as of 1998. This presentation may be used, modified and copied free of charge for non-commercial purposes by individuals and non-for-profit organisations and distributed free of charge by individuals and non-for-profit organisations to individuals and non-for-profit organisations, either in electronic form on a physical storage medium such as a CD-rom, provided that the following conditions are observed: 1.If you use this presentation as a whole or in part either in original or modified form, you should include the copyright notice “© W. Philips, Universiteit Gent, 1998- 2002” in a font size of at least 10 point on each slide; 2.You should include this slide (with the copyright conditions) once in each document (by which is meant either a computer file or a reproduction derived from such a file); 3. If you modify the presentation, you should clearly state so in the presentation; 4.You may not charge a fee for presenting or distributing the presentation, except to cover your costs pertaining to distribution. In other words, you or your organisation should not intend to make or make a profit from the activity for which you use or distribute the presentation; 5. You may not distribute the presentations electronically through a network (e.g., an HTTP or FTP server) without express permission by the author. In case the presentation is modified these requirements apply to the modified work as a whole. If identifiable sections of that work are not derived from the presentation, and can be reasonably considered independent and separate works in themselves, then these requirements do not apply to those sections when you distribute them as separate works. But when you distribute the same sections as part of a whole which is a work based on the presentation, the distribution of the whole must be on the terms of this License, whose permissions for other licensees extend to the entire whole, and thus to each and every part regardless of who wrote it. In particular note that condition 4 also applies to the modified work (i.e., you may not charge for it). “Using and distributing the presentation” means using it for any purpose, including but not limited to viewing it, presenting it to an audience in a lecture, distributing it to students or employees for self-teaching purposes,... Use, modification, copying and distribution for commercial purposes or by commercial organisations is not covered by this licence and is not permitted without the author’s consent. A fee may be charged for such use. Disclaimer: Note that no warrantee is offered, neither for the correctness of the contents of this presentation, nor to the safety of its use. Electronic documents such as this one are inherently unsafe because they may become infected by macro viruses. The programs used to view and modify this software are also inherently unsafe and may contain bugs that might corrupt the data or the operating system on your computer. If you use this presentation, I would appreciate being notified of this by email. I would also like to be informed of any errors or omissions that you discover. Finally, if you have developed similar presentations I would be grateful if you allow me to use these in my course lectures. Prof. dr. ir. W. PhilipsE-mail: philips@telin.UGent.be Department of Telecommunications and Information ProcessingFax: 32-9-264.42.95 University of GentTel: 32-9-264.33.85 St.-Pietersnieuwstraat 41, B9000 Gent, Belgium

3 Compressietechnieken voor beelden Herhaling

4 © W. Philips, Universiteit Gent, 1999-2011versie: 8/12/2010 10a. 4 Algemeen compressieschema Orthogonale transformatie: omzetten van een aantal pixelwaarden in evenveel coëfficiënten Predictie van pixelwaarden uit voorgaande pixels statistische codering: veel voorkomende getallen worden vervangen door korte codewoorden en weinig voorkomende getallen door lange codewoorden  netto bespaart men bits gecomprimeerde bitstroom verwijderen van statistische redundantie Afronden tot lage precisie van getallen Weglaten van sommige getallen verwijderen van visueel- irrelevante data omzetten naar vorm waarin redundantie gemakkelijker exploiteerbaar is enkel bij verlieshebbende compressie

5 © W. Philips, Universiteit Gent, 1999-2011versie: 8/12/2010 10a. 5 Variabele-woordlengte codering Principe: codeer veel voorkomende symbolen ( p i groot) met een korte bitstring ( l i klein) en (noodgedwongen) minder voorkomende symbolen met een lange string 11110011000111000001010100 vaste lengte A000 B001 C010 D011 E100 F101 G110 H111 000011101011110011011011011010011100 A D F D G D D D D C D E variabele lengte 11110 1101 101 0 100 1100 1110 11111 variabele lengte Men moet ervoor zorgen dat de code decodeerbaar blijft ieder codewoord moet uniek zijn men moet het einde van ieder codewoord éénduidig kunnen herkennen in de gecodeerde bitstroom bits/symbool: vaste lengte

6 © W. Philips, Universiteit Gent, 1999-2011versie: 8/12/2010 10a. 6 Entropie

7 © W. Philips, Universiteit Gent, 1999-2011versie: 8/12/2010 10a. 7 Adaptieve aritmetische coders 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0.5 P ( x 1 = 0) = 0.25 P ( x 2 = 0) = 0.75 P ( x 3 = 0) = 0.5 Zonder bewijs: de aritmetische (de)coder blijft werken als de intervalverdeling van bit tot bit wordt aangepast  “adaptieve” werking is mogelijk: als P ( x n = 0) verandert in functie van n (niet-stationaire bron) dan kan de coder zich hieraan “aanpassen”  betere compressie 1000100011101011 aritm. coder bnbn schat P ( x n = 0) intervalverdeling b n-m …b n-1 met De decoder moet de gebruikte intervalverdeling zelf ook kunnen berekenen; dit kan als ze enkel afhangt van de “vorige” bits  praktische methode:

8 © W. Philips, Universiteit Gent, 1999-2011versie: 8/12/2010 10a. 8 al gecodeerd huidige pixel a bc x Binair beeld: alle beeldpixels nemen de waarde 0 of 1 aan Contextmodellering: voorbeeld binair beeld… Men codeert hier een binair beeld met een aritmetische coder De intervalverdeling van de aritmetische coder wordt nu echter afhankelijk gemaakt van de “context”, d.w.z. de waarden van de naburige pixels: men schat b.v. P ( x= 0 |a,b,c ) en baseert de intervalverdeling van de coder hierop i.p.v. op P ( x= 0)  men kan spatiale correlatie uitbuiten 1 10 x a b cP(x= 0 |a,b,c) 0 0 00.9 0 0 10.6 …... 1 1 00.3 1 1 10.1 In de praktijk schat men P ( x= 0 |a,b,c ) voor elke context adaptief aritm. coder intervalverdeling