|
31 6. Кодирование частотных коэффициентов. Поскольку DC коэффициенты имеют небольшое отличие от блока к блоку, каждый DC коэффициент сохраняется в виде разности: DIFF = DCl-DCI.i, (3) где: DC, -значение коэффициента DC в текущем блоке; DC,.] предсказанное значение DC коэффициента. На этом этапе применяется алгоритм разностного кодирования, который использует метод предсказания новых значений выборок по предыдущим значениям. Фактически, это алгоритм дифференциальной импульснокодовой модуляции (ДИКМ). Предсказание выполняется для выборок одной и той же компоненты. В одномерной ДИКМ величина DC,_i это DC коэффициент предыдущего блока квантованных коэффициентов той же самой развертки. Для первого блока DC,.]=0. Кодированию подлежат разности между действительным и предсказанным значениями. Так как эти разности малы, количество сжимаемой информации резко уменьшается, и сокращается объем сжатых данных. Полученные по формуле (3) разности являются целочисленными значениями со знаком и могут принадлежать какой-либо из категорий, заданных в стандарте [2]. Каждая из категорий (в базовой системе их 11) определяет некоторый диапазон разностей и имеет собственный четырехразрядный код SSSS. Таким образом, перед кодированием в наличии имеется величина DIFF и код SSSS. Например, если DIFF равняется -511, этому значению соответствует 9 категория. Этап обработки для АС коэффициентов более сложен. Каждый ненулевой АС коэффициент представляется в комбинации с длиной серии нулевых АС коэффициентов, предшествующих данному в массиве. Эта комбинация задается парой однобайтовых символов: I=TSENNNSSSS' и значением (амплитудой) самого коэффициента, где 'NNNN' задает длину серии нулей между предыдущим и текущим ненулевыми АС коэффициентами, a 'SSSS' аналогично DC коэффициентам представляет собой код категории |
где: C(u,v) коэффициент квантования; F(u,v) частотный коэффициент ДКП; Q(u,v) шаг квантования. После квантования результаты округляются. Квантование удаляет высокие частоты, представленные в исходном изображении и соответственно высокую детализацию. На этом этапе и происходят потери. Коэффициенты квантования определяют сжатие и качество восстановленного изображения. Далее в базовой системе значения квантованных коэффициентов АС и DC обрабатываются раздельно. Различные алгоритмы обработки предусмотрены из-за того, что DC коэффициент представляет при сжатии большую ценность, чем АС коэффициенты и несёт информацию о суммарной «энергии» блока. 5. Зигзаг-преобразование двумерного массива коэффициентов DC АС в одномерную последовательность. После квантования получается новый блок 8x8 (рис. 3). Преобразование блока 8x8 происходит по зигзагу, числа в блоке 8x8 указывают порядок преобразования (рис. 3). В результате получается вектор с 64 коэффициентами (0..63), отсортированный по критерию пространственной частоты. Просмотр коэффициентов ДКП блока 8x8 ведется в порядке повышения пространственных частот и для группирования нулевых высокочастотных АС коэффициентов в конце массива. 6. Кодирование частотных коэффициентов. Поскольку DC коэффициенты имеют небольшое отличие от блока к блоку, каждый DC коэффициент сохраняется в виде разности: DIFF = DQ DCj.i, (3) где: DQ значение коэффициента DC в текущем блоке; DCj_i предсказанное значение DC коэффициента. На этом этапе применяется алгоритм разностного кодирования, который использует метод предсказания новых значений выборок по 46 предыдущим значениям. Фактически, это алгоритм дифференциальной импульсно-кодовой модуляции (ДИКМ). Предсказание выполняется для выборок одной и той же компоненты. В одномерной ДИКМ величина DC;.] это DC коэффициент предыдущего блока квантованных коэффициентов той же самой развертки. Для первого блока —DCm=0. Кодированию подлежат разности между действительным и предсказанным значениями. Так как эти разности малы, количество сжимаемой информации резко уменьшается, и сокращается объем сжатых данных. Полученные по формуле (3) разности являются целочисленными значениями со знаком и могут принадлежать какой-либо из категорий, заданных в стандарте [2]. Каждая из категорий (в базовой системе их 11) определяет некоторый диапазон разностей и имеет собственный четырехразрядный код SSSS. Таким образом, перед кодированием в наличии имеется величина DIFF и код SSSS. Например, если DIFF равняется -511, этому значению соответствует 9 категория. Этап обработки для АС коэффициентов более сложен. Каждый ненулевой АС коэффициент представляется в комбинации с длиной серии нулевых АС коэффициентов, предшествующих данному в массиве. Эта комбинация задается парой однобайтовых символов: I-NNNNSSSS' и значением (амплитудой) самого коэффициента, где 'NNNN' задает длину серии нулей между предыдущим и текущим ненулевыми АС коэффициентами, a 'SSSS' аналогично DC коэффициентам представляет собой код категории амплитуды, то есть АС компоненты хранятся как 8битные элементы, следующие за целым числом переменной длины. Например, целое число 57 относится к категории 6, а битовое представление этого числа 111001, так что код имеет вид (6,111001). В базовой системе определены два специальных значения кода I: 1=240 указывает на серию из идущих подряд 16 нулевых АС коэффициентов, а 1=0 указывает на то, что до конца блока все оставшиеся коэффициенты 47 |