4. TRANSFORMACIJSKO KODIRANJE
Transformacijsko kodiranje je postupak kompresije s gubicima. Blok shema transformacijskog kodiranja prikazana je na slici 4.1. Transformacijsko kodiranje se sastoji od dva postupka: transformacije signala iz prostorne u frekvencijsku domenu, te kvantiziranja. Diskretna transformacija vrši frekvencijsku analizu nad diskretnim valnim oblicima slike. Na osnovu promjena diskretnih vrijednosti u slici transformacija prepoznaje koje prostorne frekvencije slika generira. No ne samo da prepoznaje prostorne frekvencije nego ih prikladno grupira. Svaka diskretna transformacija mora zadovoljiti slijedeće uvjete [4]: Mora biti reverzibilna. Mora imati minimalnu srednju kvadratnu pogrešku. Mora se jednostavno i brzo proračunati. Mora omogućiti efikasnu preraspodjelu energije slike u koeficijente niže prostorne frekvencije. Slika 4.1. Blok shema transformacijskog kodiranja Prilikom transformacijskog kodiranja, prikladno je sliku podijeliti na manje dijelove tzv. blokove. Veličina svih blokova je jednaka i najčešće blok sadrži 64 elemenata slike. Diskretna transformacija se primjenjuje na svaki blok zasebno. Blok možemo zamisliti kao matricu X. Rezultat transformacije je matrica Y. Elementi matrice Y više nisu amplitude elemenata slike i nazivaju se transformacijski koeficijenti. Transformacija provodi frekvencijsku analizu nad elementima bloka. Ona također provodi i koncetriranje energije, koju nose elementi bloka, u niskofrekvencijske transformacijske koeficijente. U matrici Y koeficijenti su grupirani tako da se od elementa matrice , prema elementu , u dijagonalnom smjeru, prvo pojavljuju niskofrekvencijski, pa zatim visokofrekvencijski koeficijenti. Element se naziva istosmjerni koeficijent (DC). Njegova vrijednost je najveća i on nosi većinu energije elemenata slike u bloku. Vrijednosti preostalih transformacijskih koeficijenata opadaju u dijagonalnom smjeru. Uloga transformacije je da prenese što više energije iz visokofrekvencijskih koeficijenata na istosmjerni koeficijent i na što manje koeficijenata koji ga okružuju. Transformacija ne unosi gubitke niti provodi kompresiju. Transformacija priprema koeficijente na daljnji korak, kvantizaciju. Kvantizacija transformacijskih koeficijenata je postupak koji unosi gubitke. Kvantizacijom se uklanja određen broj visokofrekvencijskih koeficijenata, a preostali se kvantiziraju s manjom preciznošću. Postupak kvantizacije je prilagođen ljudskom vizualnom sustavu jer ljudsko oko ne vidi visoke prostorne frekvencije, pa ih ne treba prenositi dalje. Mijenjajući parametre kvantizacije, korisnik može utjecati na kvalitetu komprimirane slike. Ukoliko se ukloni previše visokofrekvencijskih koeficijenata, na rekonstruiranoj slici se pojavljuje vidljivost rubova blokova na koju je oko veoma osjetljivo. Kvantizacija je definirana kao cjelobrojno dijeljenje transformacijskih koeficijenata s kvantizacijskom tablicom Q. U pogledu učinkovitosti koncetriranja energije, najpogodnija je Karhunen Loeveova transformacija (KLT)[2]. No s aspekta složenosti postupka računanja KLT transformacija je neprihvatljiva. KLT ima promijenjiv algoritam računanja za različite blokove slike što je za komprimiranje slike u realnom vremenu neprihvatljivo. KLT za svaki blok računa autokorelacijsku funkciju, te svaki blok ima svoju jezgru transformacije. U praksi se koristi cijeli niz diskretnih transformacija koje imaju nešto slabiju efikasnost, ali su brze i primjenjive za kompresiju u realnom vremenu. To su Haarova transformacija, Walsh- Hadamardova transfromacija, Slantova transformacija, diskretna Fourierova transformacija (DFT), diskretna kosinusna transformacija (DCT), diskretna wavelet transformacija (DWT).
MENTOR: Prof.dr.sc.Sonja Grgić	Û prethodno poglavlje Û	Ü slijedeće poglavlje Ü	Autor: Mihael Jančić