Đề tài nghiên cứu về quá trình nén ảnh phân đoạn cho cả ảnh GrayScale và ảnh màu RGB

Fractal Image CompressionNén ảnh phân đoạn Đề tài nghiêng cứu về quá trình nén ảnh phân đoạn cho cả ảnh GrayScale và ảnh màu RGB Viết chương trình ứng dụng Nén ảnh phân đoạn là gì ? Là quá trình phân chia hình ảnh thành các vùng nhỏ hơn . Kế đến tìm một IFS cho từng vùng tương ứng và lưu trữ vào file . IFS – Iterated Function Systems ? IFS là một tập các ánh xạ hội tụ ( contractive ) sử dụng các chuyển đổi affine để biến đổi hình ảnh thành công thức . Ánh xạ là hội tụ khi nó làm giảm đi khoảng cách : khoảng cách giữa ƒ(x) và ƒ(y) thì nhỏ hơn khoảng cách giữa hai điểm x và y . IFS – Ví Dụ Hàm ƒ(x) = x/2 . Khởi đầu với một giá trị x0=1thì hàm sẽ hội tụ về 0 . x1 = ƒ(x0) = 1/2 x2 = ƒ(ƒ(x0)) = 1/4 . … xn = ƒ(…(ƒ(x0))…) ≈0 . Lược đồ mã hóa Fractal Gồm 4 bước : Bước 1 : Phân đoạn – partition . Bước 2 : Tạo Domain Block Pool . Bước 3 : Chuyển đổi affine . Bước 4 : Lượng tử hóa . Phân Đoân . Create Domain Block Pool Chuyển đổi affine Lượng tử hóa FRC file TGA file Bước 1 : Sự Phân Đoạn . Là việc phân chia hình ảnh thành các range (vùng) không chồng lấp và bao phủ toàn bộ hình ảnh . Các range thường được phân chia thành hình vuông , hình chữ nhật hoặc tam giác với kích thướt tùy ý , thường là 4x4 , 4x8 … Bước 2 : Domain Block Pool Là những vùng chứa các Domain (miền) . Domain là những miền giống với range nhưng có kích thướt lớn hơn ( thường là gấp 2 lần ) để chắc rằng sự ánh xạ từ Domain sang Range là hội tụ . Bước 2 (tt) : Tạo Domain Block Pool Bằng các trược một cửa sổ có kích thước 2Bx2B ,bỏ qua δ pixel từ trái qua phải và từ trên xuống dưới . Ví dụ : ảnh 256x256 , δ=4 , B=4 thì ta có: Tức là ta có 65x65 khối Domain trong một Domain Block Pool . Bước 3 : Chuyển đổi Affine Với một cặp range và domain tương ứng khớp nhất , ta sử dụng hàm Nghĩa là tương ứng với một Domain thứ i có tọa độ (x,y) và độ chói là z thì sẽ là : ai,j , di,j : xác định các thành phần hình học . ci , bi : thể hiện độ tương phản và độ sáng . Bước 3 : Chuyển đổi Affine.(tt) Để phương trình hội tụ thì ci<1 ( nghĩa là các chuyển đổi sẽ hội tụ ở độ tương phản ) . Khi đó , phương trình sẽ có nghiệm duy nhất : Bước 4 : Lượng tử hóa . Sau khi chuyển đổi affine , ta sẽ tiến hành lượng tử hóa cho các thông tin cần thiết để lưu vào file . Lượng tử hóa là quá trình làm giảm đi số bit cần lưu trữ . Ví dụ như đối với thành phần hình học ai,j và di,j . Chỉ có 8 khả năng cho thành phần này là quay 4 và đối xứng 4 . Cho nên chỉ cần 3 bit để mã hóa chúng . Độ Đo . Để so sánh giữa Domain và Range , ta sử dụng độ đo RMS – Root Mean Square . Nhưng để đơn giản , ta thay RMS bằng tổng sai số bình phương , tránh được quá trình lấy căn thức : Lược Đồ Giải Mã Fractal Bộ Giải Nén FRC file Lặp i Lần TGA file Nạp FRC file . Đọc các chuyển đổi affine . Khởi tạo lại các Range bằng Pixel . Lặp lại i lần ( thường từ 6 – 10 lần ) để phương trình hội tụ . Ghi vào TGA file . Mã Hóa Cho Ảnh Màu . Ảnh màu RGB bao gồm 3 thành phần : Đỏ , Xanh lá cây và Xanh dương . Vì thế , ta sử dụng lược đồ mã hóa cho mỗi thành phần màu riêng biệt . Ví dụ như đối với màu đỏ , ta phân chia thành các Range , tìm Domain màu đỏ tương ứng trong hồ khối Domain đỏ , chuyển đổi affine với hàm tương ứng và ghi vào file . Đối với 2 màu còn lại cũng làm tương tự . Thử Nghiệm . Kết quả thử nghiệm Kết Luận . Mặc dù có tỉ số nén khá thuyết phục nhưng chương trình tỏ ra khá chậm so với các giải thuật nén tương tự . Mới giải quyết được với các file TGA . Chương trình chưa tích hợp được với các giải thuật nén văn bản và âm thanh . Kết Luận (tt) .Hướng phát triển . Tăng tốc chương trình bằng việc cải tiến giải thuật và sử dụng ngôn ngữ lập trình thích hợp hơn như Matlab . Mở rộng cho các file khác như *.bmp , *.raw … Tích hợp chương trình với các giải thuật nén văn bản và âm thanh để tạo thành một chương trình nén hoàn chỉnh . Xin Chân Thành Cảm Ơn