Thạc Sĩ Nén ảnh sử dụng biến đổi WAVELET và ứng dụng trong các dịch vụ dữ liệu đa phương tiện di động

NÉN ẢNH SỬ DỤNG BIẾN ĐỔI WAVELET VÀ
ỨNG DỤNG TRONG CÁC DỊCH VỤ DỮ LIỆU ĐA
PHƯƠNG TIỆN DI ĐỘNG


1.1. Cơ sở nghiên cứu và mục đích của luận văn
Để có thể sử dụng các dịch vụ Internet không dây cũng như nhiều
dịch vụ dữ liệu khác trên nền các ứng dụng di động cần có một kỹ thuật
then chốt để có thể hỗ trợ truyền thông nhiều dạng dữ liệu trong thông tin
di động tế bào như: thoại, văn bản, hình ảnh và video. Tuy nhiên vấn đề
truyền thông nội dung đa phương tiện trong thông tin di động gặp một số
khó khăn: băng thông của mạng di động tế bào, nhiễu kênh, giới hạn của
pin cho các ứng dụng, tính tương thích dữ liệu giữa các thuê bao. Trong
khi việc cải thiện băng thông di động cần một công nghệ mới của tương
lai còn việc cải thiện giới hạn của pin không đáp ứng được sự phát triển
của các dịch vụ tương lai, thì phương pháp giảm kích thước dữ liệu bằng
các kỹ thuật nén là một cách tiếp cận hiệu quả giải quyết các khó khăn
trên.
Mặc dù cho đến nay có rất nhiều kỹ thuật nén dữ liệu đa phương
tiện như: chuẩn JPEG (dựa trên biến đổi DCT), chuẩn JPEG2000 (dựa
trên biến đổi Wavelet) và chuẩn MPEG, tuy nhiên những kỹ thuật này chỉ
tập trung vào hiệu quả nén và cố gắng đánh mất chất lượng ảnh ít vì thế
chúng bỏ qua vấn đề tiêu hao năng lượng trong quá trình nén và truyền
RF (trong thông tin động). Luận văn này trình bầy một kỹ thuật hiệu quả
để khắc phục những khó khăn trên cho loại dữ liệu đa phương tiện điển
hình trong thông tin di động là ảnh tĩnh. Đó là kỹ thuật nén ảnh sử dụng
biến đổi Wavelet thích nghi và hiệu năng cho dữ liệu đa phương tiện
trong thông tin di động.


MỤC LỤC
CÁC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU TRONG LUẬN VĂN 5
THUẬT NGỮ TIẾNG ANH 7
LỜI GIỚI THIỆU .8
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 9
1.1. Cơ sở nghiên cứu và mục đích của luận văn .9
1.2. Tổ chức luận văn 10
CHƯƠNG 2:TỔNG QUAN CÁC KỸ THUẬT NÉN TRONG MÃ HOÁ
ẢNH 11
2.1. Giới thiệu chung về nén ảnh số .11
2.2. Phân loại các kỹ thuật nén .13
2.2.1. Nén tổn hao và không tổn hao 13
2.2.2. Mã hoá dự đoán và mã hoá dựa trên phép biến đổi 13
2.2.3. Mã hoá băng con .14
2.3. Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng mã hoá ảnh .14
2.4.Các kỹ thuật nén có tổn hao 15
2.4.1. Kỹ thuật mã hoá băng con 15
2.4.2. Kỹ thuật mã hoá dựa trên phép biến đổi .19
2.4.2.1. Kỹ thuật mã hoá dựa trên phép biến đổi DCT .19
2.4.2.2. Kỹ thuật mã hoá dựa trên phép biến đổi DWT .25
CHƯƠNG 3:CƠ SỞ LÝ THUYẾT BIẾN ĐỔI WAVELET .30
3.1. Cơ sở toán học .30
3.1.1. Biến đổi Wavelet liên tục 30
3.1.2. Biến đổi Wavelet rời rạc .32
3.2. Tính chất của biến đổi Wavelet 33
3.3. Giới thiệu một số họ Wavelet 37
3.3.1. Biến đổi Wavelet Haar 37
3.3.2. Biến đổi Wavelet Meyer .38
3.3.3. Biến đổi Wavelet Daubechies .38
3.4. Một số ứng dụng nổi bật của Wavelet .39
3.4.1. Nén tín hiệu .39
3.4.2. Khử nhiễu .40
3.4.3. Mã hoá nguồn và mã hoá kênh .40
CHƯƠNG 4:CHUẨN NÉN ẢNH TĨNH DỰA TRÊN BIẾN ĐỔI
WAVELET – JPEG2000 41
4.1. Lịch sử ra đời và phát triển chuẩn JPEG2000 .41
4.2. Các tính năng của JPEG2000 41
4.3. Các bước thực hiện nén ảnh theo chuẩn JPEG2000 .42
4.3.1. Xử lý trước biến đổi 42
4.3.2. Biến đổi liên thành phần .42
4.3.3. Biến đổi riêng thành phần (biến đổi Wavelet) 43
4.3.4.Lượng tử hoá - Giải lượng tử hoá 44
4.3.5. Mã hoá và kết hợp dòng dữ liệu sau mã hoá 45
4.3.6. Phương pháp mã hoá SPIHT 45
4.3.7. Phương pháp mã hoá EZW .47
4.4. So sánh chuẩn JPEG2000 với JPEG và các chuẩn nén ảnh tĩnh
khác .49
CHƯƠNG 5:ỨNG DỤNG WAVELET TRONG CÁC DỊCH VỤ DỮ
LIỆU ĐA PHƯƠNG TIỆN TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG .54
5.1. Nén ảnh bằng Wavelet .54
5.2.1. Sơ đồ khối tổng quát .54
5.1.2. Biến đổi Wavelet .55
5.1.3. Tính toán năng lượng tiêu hao 56
5.2. Thuật toán nén ảnh bằng Wavelet hiệu năng - EEW .58
5.2.1. Hiệu năng của các kỹ thuật loại bỏ .60
5.3.2. Các kết quả thực nghiệm 62
5.3.2.1. Ảnh hưởng đến năng lượng tính toán và chất lượng ảnh 62
5.3.2.2. Ảnh hưởng đến năng lượng truyền thông và chất lượng
ảnh .62
5.4. Các tham số nén ảnh bằng Wavelet .62
5.4.1. Thay đổi mức biến đổi Wavelet 62
5.4.2. Thay đổi các mức lượng tử .62
5.5. Truyền ảnh trên mạng .62
5.5.1. Phương pháp lựa chọn tham số động 62
5.5.2. Kết quả thực nghiệm .62
KẾT LUẬN .63
Kết quả đạt được và ứng dụng của luận văn .63
Hướng phát triển nghiên cứu 63
PHỤ LỤC 65
TÀI LIỆU THAM KHẢO 66