410 likes | 498 Views
A kommunikáció. Forrás kódolás. Feladat: -az információ tömörítése. Tömörítő kódolások. Veszteségmentes kódolás Entrópia Huffman L ZW Aritmetikai prediktiv Veszteséges transzformációs. Amit továbbítani akarunk. Adó. Vevő. a látott képet a hallott hangot ???. A két végpont:
E N D
A kommunikáció Forrás kódolás Feladat: -az információ tömörítése Kommunikációs Rendszerek
Tömörítő kódolások • Veszteségmentes kódolás • Entrópia • Huffman • LZW • Aritmetikai • prediktiv • Veszteséges • transzformációs Kommunikációs Rendszerek
Amit továbbítani akarunk Adó Vevő a látott képet a hallott hangot ??? A két végpont: ---a valóságot leképező emberi érzékelés --- a megjelenítésre rendelkezésre álló eszköz Kommunikációs Rendszerek
----------------------------------- Kép érzékelés Kommunikációs Rendszerek
A korlátok Nyilvánvaló, hogy az érzékeltténylegesen létező, 3D valóságról csak ahhoz többé-kevésbéhasonlító leképzést tudunk előállítani. MENNYIRE ? Kommunikációs Rendszerek
A fény • Látás -> fényérzékelés • Fény -> az elektromágneses spektrum látható(760 nm ...380 nm tartománya) Kommunikációs Rendszerek
A spektrum Kommunikációs Rendszerek
A szem retina Pálcikák Csapok Kommunikációs Rendszerek
A látás • A szaruhártya és a szemlencse rávetíti a külvilág képét a retinára • A retina a szem belső felszínét borító vékony idegszöveti réteg. • A beeső fotonok energiája vegyi reakciót vált ki, melyek következtébena retina jelentést hordozó idegi impulzussorozatot továbbít az agyba. Kommunikációs Rendszerek
A retina • A retinát több sejtréteg alkotja: • A fény energiáját kémiai és elektromos energiává alakító fényérzékelő sejtek: a pálcikák és csapok(1); • A bipoláris sejtek, amelyek a jeleket továbbítják(2); • A ganglionsejtek (dúcsejtek), amelyek axonjainak együttese képezi a látóideget.(3) • a külvilágból kapott információ képpé alakítása már a retinában elkezdődik, működése alapján az agy részének is tekinthető. Kommunikációs Rendszerek
Látás- érzékelés fényérzékelő sejtek: • pálcikák (120 millió) • érzékenyek, egyetlen foton elnyelődését is képesek jelezni • gyenge fényben működnek. • minden tárgy színtelennek tűnik. • Csapsejt (kb 6.5 millió) háromféle van: a látható fény rövid, közepes, illetve hosszabb hullámhosszúságú tartományára érzékeny pigmentanyagot tartalmazó csapsejt. A háromféle pigment fényelnyelési sávja tehát különböző, ez képezi a színlátás alapját. Kommunikációs Rendszerek
színlátás Az egyes csapsejt típusok spektrális érzékelési tartományai Kommunikációs Rendszerek
A látás számokban • Színfelbontás • 100 szürkeárnyalat, • kb. 7 millió színárnyalat • Térbeli felbontás • Világos/sötét részletek kb 1,5 fokperc • A csapsejtek kisebb száma miatt minden színes részlet térbeli felbontása 12 fokperc (piros/sárga négyzetek 4 fokperc) • Időbeli felbontás • Az érzet fényerőtől és időtartamtól függ. • Mozgásérzetet különálló eseményként kb 1/16 sec. Kommunikációs Rendszerek
Kép reprodukálás Számos technológia, de közös a három alapszínre (R,G,B)-re alapozott színvisszaadás. Kommunikációs Rendszerek
eltérő színrendszerek • Milyen célra? display, szerkesztés, számítások, tömörítések, …? • Több (gyakran ütköző) szempontot kell figyelembevenni: • Additiv (RGB) vagy subtractiv(CMYK) • A luminancia és kroma szétválasztása • Az színek közötti eltérés azonos érzeti különbséget eredményezzen. Kommunikációs Rendszerek
Főbb színrendszerek • CIE XYZ, xyY • RGB, CMYK • HSV (Munsell, HSL, IHS) • Lab, UVW, YUV, YCrCb, Luv, Kommunikációs Rendszerek
CIE Szabványosítás • CIE: Nemzetközi Világítástechnikai Bizottság(Comission Internationale de l’Eclairage). • Az emberi érzékelésre alapozott szabványt dolgoztak ki (1931), színazonossági kisérletekre alapozva. • Szabvány megfigyelő: 15 … 20 emberből álló csoport átlaga. Kommunikációs Rendszerek
CIE kisérlet Kommunikációs Rendszerek
CIE kisérlet eredményei • Hárommonokromatikus forrás: • R = 700,0 nm, • G = 546,1 nm, • B = 435,8 nm. • Ezek súlyozótényezői f (l) • Colorl= r(l)R + g (l)G + b (l) B Kommunikációs Rendszerek
CIE színinger háromszög Kommunikációs Rendszerek
RGB vs. YCrCb • Ki akarjuk használni fényerő és a színárnyalat térbeli felbontásában lévő eltérést. (1,5 fokperc <>12 fokperc) • Ezért ki kell fejezni külön a fényerőt, bár végeredményben majd (RGB) színeket jelenítünk meg. • Első lépésként veszteségmentes átalakítás. • Létező algoritmusok. Kommunikációs Rendszerek
RGB vs. YCrCb R, G, B Y, Cb, Cr Kommunikációs Rendszerek
RGB vs. YCrCb • eredetileg az analog videoPAL redszerhez , most már it is digital video CCIR 601 szabvány is • Y (luminancia) kifejezése az eredet CIE Y szerint. Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B • A Krominancia az adott szín és az ugyanolyan luminanciájú referencia fehérközötti különbség. Jelölik U és V –vel, ezek a színkülönbség jelek . U = B – Y; V = R - Y • A JPEG és MPEG által használt YCrCb a YUV –ból eltolással és nyújtással származtatható. Cb = (B - Y) / 1.772 + 0.5; Cr = (R - Y) / 1.402 + 0.5 Kommunikációs Rendszerek
RGB – YCrCb algoritmusok Kommunikációs Rendszerek
tömörítés 16x16 8x8 8x8 Y Cb Cr 16x16 16x16 16x16 R G B Alkalmas kiindulási egység a 4 db 8x8 pixelből álló egység= a makróblokk YCbCr 4:2:0 Kommunikációs Rendszerek
Szín részkódolások Kommunikációs Rendszerek
Color sampling R, G, B Y Cb Subsample/2 Subsample/2 Cr Kompresszió Kommunikációs Rendszerek
Képtömörítési szabványok ITU International Telecommunications Union. The ITU has been an agency of the United Nations since 1948. It is older, dating back to 1865. It may be the world's oldest intergovernmental agency. Kommunikációs Rendszerek
Képtömörítési szabványok ITU International Telecommunications Union. The ITU has been an agency of the United Nations since 1948. It is older, dating back to 1865. It may be the world's oldest intergovernmental agency. MPEG Motion Pictures Experts Group. A body within the International Organization for Standardization (ISO)that established the MPEG-1, MPEG-2, and MPEG-4 digital audio and video compression standards. MPEGis also used to refer to video and audio clips compressed using the MPEG standards and the MPEG standards themselves. Kommunikációs Rendszerek
JPEG Kommunikációs Rendszerek
JPEG Kommunikációs Rendszerek
JPEG Kommunikációs Rendszerek
JPEG Kommunikációs Rendszerek
JPEG2000 Kommunikációs Rendszerek
JPEG2000 Kommunikációs Rendszerek
Data representation pyramid Szemantikáraalapozottábrázolás MPEG-7 Objektum tulajdonságok kinyerése Objektum alapúábrázolás MPEG-4 Pixel alapú ábrázolás Objektum formálás és követés MPEG-1MPEG-2 Kommunikációs Rendszerek
tömörítési arányok Példa : 625 sor 50Hz – 8bits/pixel 25 frame/second 576 sor 576 sor Cr Cb 4:2:2 166 Mbits/s Y 360 pixels 360 pixels Cr Cb 576 sor 288 sor 124 Mbits/s Y 4:2:0 576 sor 4:1:1 Y Cr 576 sor Cb 124 Mbits/s 720 pixels 180 pixels 180 pixels Kommunikációs Rendszerek
c Kommunikációs Rendszerek
c Kommunikációs Rendszerek
c Kommunikációs Rendszerek