İMGE İŞLEME Ders-9. İmge Sıkıştırma. Dersin web sayfası: (Yrd. Doç. Dr. M.

Benzer belgeler
Göksel GÜNLÜ Gazi Üniversitesi Elektrik-Elektronik Müh. Böl.

İMGE İŞLEME Ders-2. İmge Dosya Tipleri ve Temel İşlemler. (Yrd. Doç. Dr. M. Kemal GÜLLÜ)

Dosya Sıkıştırma (File Compression) Kütük Organizasyonu 1

Gama ışını görüntüleme: X ışını görüntüleme:

KODLAMA SİSTEMLERİ ve VERİLERİN BİLGİSAYARDA TEMSİLİ

İSTANBUL TİCARET ÜNİVERSİTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BİLGİSAYAR SİSTEMLERİ LABORATUVARI

SAYISAL İMGELERİN UZAY VE FREKANS DÜZLEMİ BİLEŞENLERİ KULLANILARAK DAMGALANMASI

1. LİNEER PCM KODLAMA

İletişim Ağları Communication Networks

Dosya Sıkıştırma (File Compression) Kütük Organizasyonu 1

T.C. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ GÖRÜNTÜ SIKIŞTIRMA YÖNTEMLERİNİN ETKİNLİĞİNİ ARTTIRAN DÖNÜŞÜM VE BÖLÜMLENDİRME İŞLEMLERİ.

DENEY 3: DTMF İŞARETLERİN ÜRETİLMESİ VE ALGILANMASI

Kocaeli University, TR. MEH430 Video Processing. Class4: MPEG-1. Prof. Dr. Sarp ERTÜRK Dept. of Electronics and Telecom. Eng.

ABSTRACT. 2005, 78 pages

FREKANS DÜZLEMĐNDE ĐMGE DAMGALAMASINDA KULLANILAN AC FREKANSLARIN VE PERMÜTASYON ANAHTARI SEÇĐMĐNĐN KALĐTE ÜZERĐNE ETKĐSĐ

Sayısal İmgeler için Ayrık Kosinüs Dönüşümü Esaslı Veri Gizlemenin Ataklara Dayanıklılığı

DALGACIK TABANLI GÖRÜNTÜ SIKIŞTIRMA TEKNİĞİ


KABLOSUZ İLETİŞİM

SAYISAL İMGELER İÇİN AYRIK KOSİNÜS DÖNÜŞÜMÜ ESASLI VERİ GİZLEMENİN ATAKLARA DAYANIKLILIĞI

VERİ MADENCİLİĞİ (Veri Ön İşleme-2) Yrd.Doç.Dr. Kadriye ERGÜN

EEM HABERLEŞME TEORİSİ NİĞDE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

KABLOSUZ İLETİŞİM

Data Communications. Gazi Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü. 3. Veri ve Sinyaller

Bilgisayar Mühendisliğine Giriş. Yrd.Doç.Dr.Hacer KARACAN

İşaret İşleme ve Haberleşmenin Temelleri. Yrd. Doç. Dr. Ender M. Ekşioğlu

İTÜ LİSANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU (GRADUATE COURSE CATALOGUE FORM)

Güç Spektral Yoğunluk (PSD) Fonksiyonu


7. Damgalama Yöntemleri ve Uygulamaları

MMT 106 Teknik Fotoğrafçılık 3 Digital Görüntüleme

Ayrık zamanlı sinyaller için de ayrık zamanlı Fourier dönüşümleri kullanılmatadır.

YÜKSEK LİSANS TEZİ. Ahmet Çağrı BAĞBABA. Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Anabilim Dalı. Elektronik Mühendisliği Programı

T.C. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Görüntü İşleme Dersi Ders-8 Notları

HAFTA 11: ÖRNEKLEME TEOREMİ SAMPLING THEOREM. İçindekiler

Mobil ve Kablosuz Ağlar (Mobile and Wireless Networks)

T.C. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ SIKIŞTIRILMIŞ VİDEO AKIMININ DÜZENSİZ HARİTALAR VE BAŞLANGIÇ KODLARINA DAYALI ŞİFRELENMESİ

Dr. Akif AKGÜL Oda No: 303 VERİ GİZLEME I GİZLİYAZI YÖNTEMLERİNİN TEMELLERİ

EEM HABERLEŞME TEORİSİ NİĞDE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

İletişim Ağları Communication Networks

VERİ SIKIŞTIRMA YÖNTEMLERİ

VİDEO KODLAMA. Yüksek Lisans Semineri

Renk Kanallarını Farklı Şekilde Kodlayarak Sıkıştırma Oranını Arttırma

İMGE İŞLEME Ders-2. İmgeler, Dosya Tipleri ve Temel İşlemler. (Prof. Dr. Sarp ERTÜRK)

Renk Kanallarını Farklı Şekilde Kodlayarak Sıkıştırma Oranını Arttırma. Increasing Compression Ratio With Encoding Color Channels In Different Ways

Digital Görüntü Temelleri Görüntü Oluşumu

BM 403 Veri İletişimi

3.2. Raster Veriler. Satırlar. Sütunlar. Piksel/hücre büyüklüğü

Yrd.Doç.Dr. Celal Murat KANDEMİR. Kodlama (Coding) : Bir nesneler kümesinin bir dizgi (bit dizisi) kümesi ile temsil edilmesidir.

İKİLİ VE RENKLİ LOGO İLE SAYISAL DAMGALAMA DIGITAL WATERMARKING WITH BINARY AND COLORED WATERMARK

HABERLEŞMENIN AMACI. Haberleşme sistemleri istenilen haberleşme türüne göre tasarlanır.

Cihazın Bulunduğu Yer: Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü B-Blok, Enerji Verimliliği Laboratuvarı

Anahtarlama Modlu DA-AA Evirici

ELK 318 İLETİŞİM KURAMI-II

İŞARET ve SİSTEMLER (SIGNALS and SYSTEMS) Dr. Akif AKGÜL oda no: 303 (T4 / EEM)

Bu ders boyunca, ilk önce sayısal kontrol sistemlerinin temellerini tanıtıp, daha sonra birkaç temel pratik uygulamasından bahsedeceğiz.

ASK modülasyonu ve demodülasyonu incelemek. Manchester kodlamayı ASK ya uygulamak. Gürültünün ASK üzerine etkisini incelemek.

Frekans domain inde İşlemler. BMÜ-357 Sayısal Görüntü İşleme Yrd. Doç. Dr. İlhan AYDIN

ADPCM Tabanlı Ses Steganografi Uygulaması The Application of Sound Steganography Based on ADPCM

SAYISAL İŞARET İŞLEME. M. Kemal GÜLLÜ

Digital Görüntü Temelleri Görüntü Oluşumu

EEM HABERLEŞME TEORİSİ NİĞDE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Data Communications. Gazi Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü. 4. Sayısal veri iletimi

İMGELERDE DWT İLE DAMGALAMA METODU

SAYI VE KODLAMA SİSTEMLERİ. Teknoloji Fakültesi/Bilgisayar Mühendisliği

Belirteç Seçiminin Huffman Kodlaması Üzerine Etkisi

AKÜ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Video Teknolojileri Temelleri ve FFmpeg Ailesi. Onur Küçük Özgür Yazılım ve Linux Günleri 2011

3.3. İki Tabanlı Sayı Sisteminde Dört İşlem

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ BİYOMEDİKAL MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BİLGİSAYAR PROGRAMLAMA 1 UYGULAMA FİNAL PROJESİ

Türkiye nin Bir Senelik Elektrik Yükünün Ekonometrik ve Sinyal Đşleme Yöntemleri ile Analizi

İMGE İŞLEME Ders-2. İmge Dosya Tipleri ve Temel İşlemler. Dersin web sayfası:

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN VE MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 8 Sayı: 3 s Ekim 2006

ISSN: El-Cezerî Fen ve Mühendislik Dergisi Cilt: 3, No: 2, 2016 ( )

KAYIPSIZ GÖRÜNTÜ SIKIŞTIRMA YÖNTEMLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI

DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ DERS TANIM VE UYGULAMA BİLGİLERİ

Data Communications. Gazi Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü. 5. Analog veri iletimi

EEM HABERLEŞME TEORİSİ NİĞDE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

9.Hafta Veri sıkıştırma ve Aç gözlü algoritmalar

Dalgacık Dönüşümü ile Damgalama

ISSN : mbaykara@firat.edu.tr Elazig-Turkey

Mikroişlemciler (EE 208) Ders Detayları

Bölüm 3. Veri İletişiminin Temelleri (Basics of Data Transmission)

GENETİK ALGORİTMALARA GİRİŞ (II) BİNARİ KODLANMIŞ GA

T.C. SELÇUK ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ

Geliştirilmekte Olan Görüntü Sıkıştırma Standardı JPEG2000 ve Eklenen Yeni Özellikleri

GÖRÜNTÜ İŞLEME UYGULAMALARI. Arş. Gör. Dr. Nergis TURAL POLAT

nisantasi.edu.tr ELEKTRİK ELEKTRONİK TERMİNOLOJİSİ SÖZLÜĞÜ

1- Temel MATLAB Fonksiyonları ve Programlama

25. Aşağıdaki çıkarma işlemlerini doğrudan çıkarma yöntemi ile yapınız.

SAYISAL ELEKTRONİK. Ege Ü. Ege MYO Mekatronik Programı

ELK 318 İLETİŞİM KURAMI-II

KABLOSUZ İLETİŞİM

Stenografi Görüntü (Image) Steganaliz

Fiziksel Sistemlerin Matematik Modeli. Prof. Neil A.Duffie University of Wisconsin-Madison ÇEVİRİ Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU 2012

Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 26 (3): (2010)

Adım Adım SPSS. 1- Data Girişi ve Düzenlemesi 2- Hızlı Menü. Y. Doç. Dr. İbrahim Turan Nisan 2011

Bölüm V Darbe Kod Modülasyonu

Ders Adı Kodu Yarıyılı T+U Saati Ulusal Kredisi AKTS. Sayısal Haberleşme Sistemleri EEE

Transkript:

İMGE İŞLEME Ders-9 İmge Sıkıştırma (Yrd. Doç. Dr. M. Kemal GÜLLÜ) Dersin web sayfası: http://mf.kou.edu.tr/elohab/kemalg/imge_web/odev.htm Hazırlayan: M. Kemal GÜLLÜ

İmge Sıkıştırma Veri sıkıştırmanın sayısal imgeler üzerindeki uygulamasıdır. Amaç; imgeyi en verimli şekilde saklamak ya da iletmek. İmge Sıkıştırma Kayıpsız Sıkıştırma Kayıplı Sıkıştırma Sıkıştırılan imge; Bellekte daha az yer kaplar, Aynı bellekte daha fazla veri saklanmasını sağlar, İletimi kolaylaştırır (Bant genişliğini azaltır), Yazılım ya da donanım yükünü arttırır. 27 Ekim 2015 2

İmge Sıkıştırma İmge Sıkıştırma Kayıpsız Sıkıştırma (Run length encoding, Entropy coding, LZW, Deflation...) Kayıplı Sıkıştırma (Chroma subsampling, Transform coding, Fractal compression...) Genel Yapı: f x, y f ˆ x, y Kodlayıcı Kanal Kod Çözücü 27 Ekim 2015 3

İmge Sıkıştırma f x, y Eşleme (Dönüştürme) Nicemleme Sembol Kodlama Kanal Kanal Sembol Kod Çözme Ters Eşleme fˆ x, y Eşleme: f x, y Eşleme (Dönüştürme) Nicemleme Sembol Kodlama Kanal Pikseller arası artıklığı sıkıştırma için uygun biçime dönüştürme işlemi yapar. İmgenin yeniden elde edilebilmesi için tersi alınabilen dönüşümler kullanılır. 27 Ekim 2015 4

İmge Sıkıştırma Nicemleme: f x, y Eşleme (Dönüştürme) Nicemleme Sembol Kodlama Kanal Eşleyicinin çıkışınındaki verinin verimliliğini, önceden belirlenmiş belirli kurallar çerçevesinde düşürür. Geri dönüşümü yoktur. Bu nedenle kayıpsız sıkıştırmada ihmal edilmelidir. Sembol Kodlama: f x, y Eşleme (Dönüştürme) Nicemleme Sembol Kodlama Kanal Nicemleyici çıkışındaki veriyi sabit veya değişken uzunluklu kodlar. 27 Ekim 2015 5

İmge Sıkıştırma - JPEG JPEG (Joint Photographic Experts Group ): 1992 yılında uluslararası standart olarak belirlendi ve 1994 yılında bu standard ISO 10918-1 olarak onaylandı. Kodlayıcı, kod çözücü ve dosya yapısını standartlaştırmaktadır. Genellikle kayıplı sıkıştırma tekniği olarak bilinir fakat kayıpsiz sıkıştırma yapan temel JPEG de vardır. Kayıpsız sıkıştırma yöntemlerinin veri sıkıştırma oranları düşüktür (Huffmann, LZW, Aritmetik kodlama ). JPEG de ise yüksek sıkıştırma oranları elde edilebilir. Dönüşüm kodlama kullanılır. 27 Ekim 2015 6

İmge Sıkıştırma - JPEG JPEG Kodlama Aşamaları: RGB YCbCr dönüşümü ile ışıklılık ve renk bileşenleri ayrılır. Işıklılık bileşeni korunur ve renk bileşenlerinin sayısı yarıya indirilir (insan gözü ışığa, renkten daha fazla duyarlıdır). İmge 8x8 lik bloklara ayrılır ve her bir bloğa Ayrık Kosinüs Dönüşümü (Discrete Cosine Transform-DCT) uygulanarak frekans dönüşümü yapılır. Frekans bileşenleri nicemlenerek veri boyutunda azaltma sağlanır. Nicemleme temel olarak düşük frekans bileşenlerini yüksek oranda, yüksek frekans bileşenlerini düşük oranda koruyan yapıdadır. Her bir 8x8 blok için elde edilen nicemlenmiş frekans verisi kayıpsız olarak sıkıştırılır. 27 Ekim 2015 7

İmge Sıkıştırma - JPEG Kodlayıcı Yapısı: 27 Ekim 2015 8

İmge Sıkıştırma - DCT JPEG de blokların 8x8 olmasının nedeni, tümdevre teknolojisi ile kullanılmasının daha kolay olmasındandır (2 3 ). Tek bir işlem süresinde alınan bir blok kolaylıkla işlenebilir. JPEG de ayrık kosinüs dönüşümü (Discrete Cosine Transform-DCT) kullanılmaktadır. Fourier dönüşümünde sinüs ve kosinüs bileşenleri kullanılırken, ayrık kosinüs dönüşümünde yalnızca kosinüs bileşenleri kullanılmaktadır. Yani, işaret kosinüs bileşenleri ile ifade edilmekte ve karmaşık uzaya geçilmemektedir. 27 Ekim 2015 9

İmge Sıkıştırma - DCT 8x8 DCT temel fonksiyonlar: DC Ters DCT (IDCT): HF 27 Ekim 2015 10

İmge Sıkıştırma - DCT Avantajı: Enerji yoğunluğu 27 Ekim 2015 11

İmge Sıkıştırma - DCT Avantajı (Örnek): 27 Ekim 2015 12

İmge Sıkıştırma - DCT 8x8 bir imge bloğunun DCT sini alma: (-128) DC bilgisi (DCT) 27 Ekim 2015 13

İmge Sıkıştırma - DCT DCT katsayılarının nicemlenmesi: Nicemleme tablosu F(u,v) 8 q(u,v) 8 Nicemleme matrisi DCT katsayıları 8 DCT blok 27 Ekim 2015 14 8 Nicemleme matrisi Nicemlenmiş blok

İmge Sıkıştırma - DCT DCT katsayılarının nicemlenmesi: Düşük sıkıştırma oranı, yüksek kalite Yüksek sıkıştırma oranı, düşük kalite 27 Ekim 2015 15

İmge Sıkıştırma Entropi Kodlama Zig-zag tarama: 26 3 0 3 2 6 2 4 1 4 1 1 5 1 2 1 1 1 2 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 27 Ekim 2015 0 16

İmge Sıkıştırma Entropi Kodlama Bloğu sonlandırma: 26 3 0 3 2 6 2 4 1 4 1 1 5 1 2 1 1 1 2 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 26 3 0 3 2 6 2 4 1 4 1 1 5 1 2 1 1 1 2 0 0 0 0 0 1 1 EOB 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 27 Ekim 2015 17 0

İmge Sıkıştırma Entropi Kodlama Blokların DC katsayıları büyük ve değişkendir fakat yanındaki bloğun DC değerine yakındır (ilişki yüksektir). Bloklar için DC değerlerin farkları, Farksal Darbe Kod Modülasyonu (Differential Phase Code Modulation-DPCM) ile kodlanır. Zig zag tarama sonrası oluşan veride çok sayıda sıfır bulunabilmektedir (Bu sıfırlar yüksek frekans bileşenlerini içermekteydi). Bu verileri daha verimli kodlamak için Dizi Uzunluğu Kodlaması (Run Length Encoding-RLE) kullanılmaktadır. Örn; WWWWWWWWWWWWBWWWWWWWWWWWWBBBWWWWWWWWWWWWW WWWWWWWWWWWBWWWWWWWWWWWWWW RLE sonrası: Şeklini almaktadır. 12W1B12W3B24W1B14W 27 Ekim 2015 18

İmge Sıkıştırma Entropi Kodlama Tek bir blok için kodlama ve kod çözme: 27 Ekim 2015 19

İmge Sıkıştırma Entropi Kodlama RLE ile kodlanmış dizi en son Entropi Kodlama dan geçirilerek JPEG dosyası oluşturulur. Entropi kodlamada: Aritmetik Kodlama Huffman Kodlama kullanılır. 27 Ekim 2015 20

İmge Sıkıştırma - JPEG 10:1 sıkıştırma oranı orijinal imge 27 Ekim 2015 21 45:1 sıkıştırma oranı

İmge Sıkıştırma - JPEG %100 kalite, 83 kbayt %25 kalite, 9.5 kbayt 27 Ekim 2015 22 %10 kalite, 4.8 kbayt %1 kalite 1.5 kbayt

İmge Sıkıştırma Kalite Ölçütü Kalite Ölçütü: Sıkıştırılmış imgenin orjinaline ne kadar benzer olduğunu bulmak için genelde kullanılan metrik RMS (root mean square) dir. Hata: Toplam hata:, ˆ,, e x y f x y f x y M1N1 x0 y0 e fˆ x, y f x, y İşaret bağımlı Toplam ortalama karesel hatanın karekökü (RMS): M1N1 1 e ˆ RMS f x, y f x, y MN x0 y0 2 1/ 2 27 Ekim 2015 23

İmge Sıkıştırma SNR (Signal to Noise Ratio): SNR RMS M1N1 x0 y0 M1N1 x0 y0 f x, y fˆ x, y f x, y 2 2 1/ 2 PSNR (Peak Signal to Noise Ratio): PSNR MAX I 20 log10 erms 27 Ekim 2015 24