Tasvirlarga dastlabki ishlov berishda, zarur bo‘lsa tasvir bir necha qismlarga (tayllarga) bo‘linishi mumkin, ular esa o‘z navbatida alohida siqiladi va ishlov beriladi hamda kodlanadi. Bunda tiklash jarayonida biriktirilgan bloklarning biriktirish joylardagi sezilarli chiziqlarni paydo bo‘lishini oldini olish uchun maxsus choralar ko‘riladi. Undan so‘ng tasvir piksellari yorug‘lik qiymatidan kadrning o‘rta qiymati olib tashlanadi. Bu birinchidan yorug‘likning dinamik diapazonini tekislaydi va ikkinchidan ularning maksimal qiymatini kamaytiradi. Bunday yondoshish chiqish oqimida bitlarni kamayishiga olib keladi va videoma’lumotlarni siqish koeffitsientini oshiradi. Undan so‘ng tasvirni RGB maydonidan YUV maydoniga o‘tkazish amalga oshiriladi. Ma’lumotlarni yo‘qotish bilan siqishda bu o‘zgartirish JPEG algoritmiga aynan o‘xshaydi. Yo‘qotishlarsiz siqishda maydon quyidagi ifoda yordamida beriladi:
(4.1)
Teskari o‘tkazish quyidagicha:
(4.2)
4-rasm. JPEG-2000 standarti bo‘yicha tasvirni kodlash va dekodlash algoritmi tuzilmasi
So‘ngra diskret veyvlet o‘zgartirish (DVO‘) amalga oshiriladi, u qabul qilingan koeffitsientlarga qarab ma’lumotni yo‘qotishlar bilan yoki yo‘qotishlarsiz o‘zgartiradi. Oxirgi holda DVO‘ning koeffitsientlarining chiqish qiymatlari butun son qiymatiga ega bo‘lishi kerak. Bunda standartning birinchi qismida ikkita veyvlet filtr belgilangan: yo‘qotishlar bilan siqish uchun Dobeshi filtri, yo‘qotishlarsiz siqish uchun butun sonli qiymatga ega biortogonal filtr. Standartning ikkinchi qismida har qanday filtrdan foydalanishga ruxsat etiladi.
Chastota filtrlaridan foydalanish (4.5- rasm) tasvir ma’lumotlar massivini ikkita PCH va YUCH tashkil etuvchi massivlarga bo‘lish imkonini beradi. Tasvirlar ikki o‘lchamli massivdan iborat bo‘lgani uchun tasvirlarga avval gorizontal so‘ng vertikal yoki aksincha, ishlov beriladi.
DVO‘ bitta bosqichidan so‘ng(veyvlet dekompozitsiyasi) ishlov berilayotgan tasvir yoki uning tayli to‘rtta segmentga bo‘linadi (4.6, a-rasm):
LL - qator va ustunlar bo‘yicha past chastotalar;
HL - qator bo‘yicha yuqori va ustun bo‘yicha past chastotalar;
LH - qator bo‘yicha past va ustun bo‘yicha yuqori chastotalar;
HH - qator va ustunlar bo‘yicha yuqori chastotalar.
4.5- rasm. Chastota filtrining ishlash chizmasi
a) b)
6-rasm. Tasvirning bir karrali (a) va ikki karrali (b) veyvlet-dekompozitsiyasi
Standart bo‘yicha dekompozitsiyalar soni 0 dan 32 gacha bo‘lishi mumkin, biroq amaliyotda ko‘pincha 4 dan 8 gacha ishlatiladi. Har bir keyingi dekompozitsiyada faqat past chastotali maydon (LL)ga ishlov beriladi, chunki odatda yuqori chastotali maydonda muhim ma’lumotlar bo‘lmaydi.
Siqish koeffitsientini boshqarish uchun DKO‘ koeffitsientlarini o‘lik zonali o‘zgarmas kvantlagichga bo‘linadi. Bo‘lish koeffitsienti 10 ga teng bo‘lgan kvantlagich ish prinsipi 4.7- rasmda keltirilgan. Bu yerda kvantlagichning o‘lik zonasi - bu ikkita yaxlitlovchi diapazonga ega 2Δb, nolga yaqin interval bo‘lib, u chiqishda nollar miqdorini ko‘paytiradi. 4.7-rasmdan ko‘rinib turibdiki, DVO‘ koeffitsientining boshlang‘ich qiymati -21,82ga teng, kvantlagich qiymati 10 ga bo‘lingandan va yaxlitlangandan so‘ng -2 qiymati qoladi. -9,999…+9,999 intervalga tushgan DVO‘ koeffitsientlarining barcha qiymatlari 0 ga aylantiriladi, bu tasvirni siqish koeffitsientini oshiradi.
7-rasm. Kvantlagich ishidan namuna
JPEG-2000 standartida ko‘pgina holatlarda kodlash doimiy bitreyt yoki siqish koeffitsienti rejimida amalga oshiriladi. Shu maqsadda siqishni boshqaruvchi blokdan foydalaniladi, u tasvirni siqishda koder siqish koeffitsientini foydalanuvchi tomonidan kiritilgan qiymatga olib kelish uchun kvantlagich parametrlarini adaptiv (mos ravishda) o‘zgartiradi.
DVO‘ koeffitsientlarini kvantlash amalga oshirilgandan so‘ng ularni kodlash amalga oshiriladi, bu jarayon JPEG standartiga o‘xshaydi, faqat Xaffman algoritmi bo‘yicha entropik kodlash o‘rniga nisbatan samarali arifmetik kodlash amalga oshiriladi. Bunda olingan yaxlitlangan koeffitsientlar kodlashi har bir blokda alohida bajariladi. Buning uchun kodlash oldidan fragmentlar yetarlicha kichik bloklarga shunday bo‘linadiki, (masalan, 32x32 yoki 64x64 o‘lchamli), har bir fragmentning barcha bloklari alohida kodlanadigan, bir xil kattalikda bo‘lishi ta’minlanishi kerak. Bloklarga bo‘lish, halaqitbardoshlikni oshirish maqsadida, axborotni siqishni yanada mukammalroq qilish uchun amalga oshiriladi. Kodlash algoritmi har bir blok yaxlitlash koeffitsientlari matritsasini, 4.8- rasmda ko‘rsatilgandek, aylanib (yuzani qoplab) chiqadi. Bloklar nominal balandligi 4 bo‘lgan bloklarga bo‘linadi. Keyin polosalar tepadan pastga skanerlanadi (siljiydi), har bir polosaning ustunchalari esa chapdan o‘nga yo‘naltirib o‘tiladi.
8-rasm. Bitlar tekisliklarida bloklarni kodlash tartibi.
Kodlash jarayonida koeffitsientlar blokda virtual bitlar tekisligi ko‘rinishida namoyon bo‘ladi. Shunday tekisliklardan biri koeffitsient belgilarini ko‘rsatadi, qolgan tekisliklar koeffitsientlar kattaliklarining turli razryadlariga (tekislikdagi bitni joylashuvi koeffitsientni blokdagi joylashuviga mos bo‘ladi) mos keladi. Bunda birinchi bo‘lib, koeffitsientlarning yuqori razryadiga mos keladigan tekislik kodlanadi, keyin esa kamayish bo‘yicha navbatdagisi va hokazo.
|
