Compresión intercuadro

Objetivos de la compresión:-
Minimizar la cantidad de datos-sin pérdida de calidad o con pérdida no perceptible.

Ideas para disminuir la cantidad de datos:

Reducción por diezmado(recuperación por replica)-cuantificar(disminuir el numero de bits por píxel).
la compresión puede ser:LOSSLESS(sin perdida):el sistema es reversible, reconstrucción perfecta-poca compresión, no se puede garantizar el grado de compresión.
LOSSY(con perdida):el sistema no es reversible, en la reconstrucción se pierde calidad.-grado de compresión significativo(1:3).

Diferencia codificación y compresión:

la codificación consiste en traducir la información a otro alfabeto, puede comprimir o no y siempre es lossless de lo contrario a la compresión que puede ser lossless o lossy, reduce la información a transmitir eliminando info redundante (repetitiva o predecible) o irrelevante (no apreciable). Primero se comprime y luego de codifica.

Redundancias. Estadística:

aprovecha las probabilidade de aparición de símbolos.

Irrelevancia(red.Perceptual):

Es siempre lossy y se utiliza para imágenes a valorar por el ojo.

Temporal:

se utiliza solo en vide,consiste en una correlación estadística, entre pixeles en instantes cercanos de tiempo(imágenes). -
se explota de diversas formas(MPEG):-codificación del movimiento en la escena.-predicción de valores futuros y codificación de diferencias.-interpolación entre valores pasados y futuros.

Espacial

Consiste en una correlación estadística entre pixeles próximos, teniendo en cuenta que un valor de un píxel esta muy relacionado con los de su entorno.

Se explota:

Dividimos la imagen en bloques no solapados(los pixeles deben ser muy parecidos).-transformamos los bloqes(concentración de energía en pocos coeficientes).- el objetivo es quitar (o cuantificar) coeficientes de menor energía.

Reducción de redundancia estadística

A través de métodos de codificación:

Codificación entrópica:

está basado en probabilidades, aprovecha la distribución estadística de los símbolos de la fuente. Se consigue un ahorro de bits: menos bits para símbolos mas frecuentes, código VLC contrario a FLC.

VLC:

codificación de longitud variable, la ventaja es que comprime y el inconveniente es que tiene un diseño e interpolación mas complejo.

FLC:

código de longitud fija, la ventaja es que es fácil trabajar con el y la desventaja es que no aprovecha la estadística de los símbolos a codificar.

Codificación aritmética:

Otra forma de codificación entrópica,no asigna a cada símbolo su propio código, calcula una única palabra para un mensaje entero, reemplaza el mensaje por un número en coma flotante entre 0 y 1, cada símbolo añadido al mensaje modifica el código de salida. Ventaja: Casi la compresión óptima según Shannon, bueno para modelos adaptativos (MPEG‐4).Desventaja: Complejo y lento (varias multiplicaciones y divisiones por símbolo).

Esquema de compresión con perdida:

Transformación:

transformación de la señal a una forma alternativa que concentra la energía en unos pocos coeficientes(mas energía, mas varianza, se les darán mas bits). Decorrelaciona la señal.

Cuantificación:

reduce a un numero finito los valores de los coeficientes tranformados(indices).

Codificación

Asigna, de forma eficiente, un código binario a cada uno de los índices obtenidos. El sistema mas eficiente es la codificación entrópica: es una codificación estadística sin perdidas, la idea básica es asignar palabras código mas cortas a los símbolos mas probables.

Diferencia entre coeficientes e índice:

los coeficientes son los valores obtenidos del bloque 8x8 tras la DCT, estos coeficientes se concentran en las primeras posiciones(mas energía). Así se consigue mayor compresión. Los coeficientes tras ser cuantificados(perdidas) pasan a llamarse índices de cuantificación que pasan al bloque de codificación donde se forman los bits¿QUÉ SE CUANTIFICA ?
:Coeficientes DCT 8x8 de datos de imagen, valores de las componentes Y, CB, CR de:– Píxeles de imagen en JPEG o MPEG cuadros I (intra)– Imagen error de predicción en MPEG cuadros P y B (inter)• No se eliminan los de alta frecuencia• Todos se cuantifican de acuerdo a su relevancia visual• Imágenes intra‐codificadas: no necesitan datos de otras• Imágenes inter‐codificadas: necesitan datos de otras imágenes para decodificarse•¿como se cuatifica?
División por escalón de cuantificación y redondeo• Reduce a un número finito los valores de los coeficientes transformados à índices• La reconstrucción multiplica por escalón de cuantificación: Asigna cada índice a un rango de valores del coeficiente:
Pérdidas• La cuantificación por tanto es irreversible(lossy)• El escalón de cuantificación :– Es diferente para cada coeficiente de la DCT– Se puede modificar para controlar el grado de compresión.

Proceso de codificación VLC índice DC intra:

1 si el bloque no es Intra se omite todo esto.2 Hallar diferencia con índice DC “anterior”- Del mismo tipo: Y, Cb, Cr– Si no hay anterior tomar valor para resetear de Tabla1 doc.3 Poner diferencia en binario sin signo, anotar signo.4 Obtener código de tamaño T– Usando número de bits de valor sin signo en Tabla 2 doc.5 Obtener código de la amplitud A– Si es positivo el valor en binario– Si es negativo el valor en complemento a 1 (cambiar 0↔1).6 Código binario final de índice DC: TA.

Diferencia con índice DC anterior:

• Punto de partida: coeficiente DC cuantificado acorde con la variable intra_dc_precision• Diferencia de este valor con el del bloque anterior:Índice_DC_actual – Índice_DC_anterior• El bloque anterior es del mismo tipo (Y,CB,CR)

.Serializacion de los índices:

Colocación en serie de los índices :– Como la frecuencia crece tanto con u como con v– Se ordenan en zigzag para agrupar los ceros – Suelen hacerse cada vez menores y aparecen largas secuencias de ceros