intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Truyền thông đa phương tiện: Chương 3 - ThS. Trần Đắc Tốt

Chia sẻ: Hoathachthao | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:76

Thêm vào BST
Báo xấu
32
lượt xem 8
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Truyền thông đa phương tiện: Chương 3 Nguyên lý, kỹ thuật và chuẩn nén Audio, hình ảnh, video, cung cấp cho người học những kiến thức như: Nguyên lý nén dữ liệu; Kỹ thuật và các nguyên tắc cơ bản của nén dữ liệu; Kỹ thuật và chuẩn nén âm thanh; Kỹ thuật và chuẩn nén hình ảnh.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Truyền thông đa phương tiện: Chương 3 - ThS. Trần Đắc Tốt

  1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG TIỆN (Multimedia Communication) Giảng viên: Ths. Trần Đắc Tốt – Khoa CNTT Email: tottd@cntp.edu.vn Website: www.oktot.com Facebook: https://www.facebook.com/oktotcom/ Chương 3: Nguyên lý, kỹ thuật và chuẩn nén…. 1
  2. MÔN HỌC: TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG TIỆN Chương 1: Tổng quan đa phương tiện Chương 2: Đặc tính yêu cầu của dữ liệu đa phương tiện Chương 3: Nguyên lý, kỹ thuật và chuẩn nén Audio, hình ảnh, video Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương tiện trên mạng máy tính Chương 5: Một số ứng dụng truyền thông đa phương tiện Chương 3: Nguyên lý, kỹ thuật và chuẩn nén…. 2
  3. CHƯƠNG 3: NGUYÊN LÝ, KỸ THUẬT VÀ CHUẨN NÉN AUDIO, HÌNH ẢNH, VIDEO Giới thiệu. Nguyên lý nén dữ liệu. Kỹ thuật và các nguyên tắc cơ bản của nén dữ liệu. Kỹ thuật và chuẩn nén âm thanh. Kỹ thuật và chuẩn nén hình ảnh. Kỹ thuật và chuẩn nén Video. Chương 3: Nguyên lý, kỹ thuật và chuẩn nén…. 3
  4. MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU Mục đích: Giới thiệu nguyên lý, Kỹ thuật và các chuẩn nén dữ liệu: âm thanh, hình ảnh và Video kỹ thuật số. Yêu cầu: Sinh viên nắm vững Các nguyên lý nén dữ liệu đa phương tiện. Các kỹ thuật nén dữ liệu đa phương tiện. Các chuẩn nén dữ liệu âm thanh, hình ảnh và video kỹ thuật số Chương 3: Nguyên lý, kỹ thuật và chuẩn nén…. 4
  5. CHƯƠNG 3: NGUYÊN LÝ, KỸ THUẬT VÀ CHUẨN NÉN AUDIO, HÌNH ẢNH, VIDEO Giới thiệu. Nguyên lý nén dữ liệu. Kỹ thuật và các nguyên tắc cơ bản của nén dữ liệu. Kỹ thuật và chuẩn nén âm thanh. Kỹ thuật và chuẩn nén hình ảnh Kỹ thuật và chuẩn nén Video. Chương 3: Nguyên lý, kỹ thuật và chuẩn nén…. 5
  6. Giới thiệu Tại sao phải nén dữ liệu? Các File Multimedia có dung lượng rất lớn vì thế để có thể lưu trữ hay truyền đi… thì cần thiết phải làm giảm dung lượng các File đến mức có thể. Các File Text hay một số File khác cũng cần được nén lại để đáp ứng cho việc gửi Mail hay trong các ứng dụng khác. Vấn đề Băng thông mạng Các vấn đề cần giải quyết Các nguyên lý cơ bản trong nén dữ liệu, làm sao để đo lường hiệu suất nén và xếp loại các kỹ thuật nén ? Các kỹ thuật nào có thể nén tốt cho dữ liệu đa phương tiện ? Dữ liệu gốc có thể được lấy lại chính xác sau khi nén ? Chuẩn nén âm thanh, hình ảnh và video ? Chương 3: Nguyên lý, kỹ thuật và chuẩn nén…. 6
  7. CHƯƠNG 3: NGUYÊN LÝ, KỸ THUẬT VÀ CHUẨN NÉN AUDIO, HÌNH ẢNH, VIDEO Giới thiệu. Nguyên lý nén dữ liệu. Kỹ thuật và các nguyên tắc cơ bản của nén dữ liệu. Kỹ thuật và chuẩn nén âm thanh. Kỹ thuật và chuẩn nén hình ảnh Kỹ thuật và chuẩn nén Video. Chương 3: Nguyên lý, kỹ thuật và chuẩn nén…. 7
  8. Nguyên lý nén dữ liệu Mong muốn nén âm thanh, hình ảnh và video số là để tốc độ bit và yêu cầu lưu trữ có thể quản lý được. Chúng ta nén được dữ liệu nhờ vào việc khai thác hai nhân tố chính: Sự dư thừa dữ liệu trong âm thanh, hình ảnh và video số. Đặc tính các giác quan của con người. 1. Sự dư thừa dữ liệu Âm thanh số là chuỗi các giá trị lấy mẫu. Một hình ảnh là một mảng hai chiều các giá trị lấy mẫu, và video là một chuỗi hình ảnh phát ra theo một tốc độ nào đó. Các giá trị lấy mẫu âm thanh hay hình ảnh không hoàn toàn độc lập. Các giá trị lấy mẫu lân cận ít nhiều có tương quan với nhau. Sự tương quan này gọi là sự dư thừa. Loại bỏ sự dư thừa không làm thay đổi ý nghĩa của dữ liệu. Chương 3: Nguyên lý, kỹ thuật và chuẩn nén…. 8
  9. Nguyên lý nén dữ liệu 1. Sự dư thừa dữ liệu Sự dư thừa trong âm thanh số Trong hầu hết các trường hợp, các giá tri lấy mẫu âm thanh lân cận thì tương tự như nhau.  Một giá trị mẫu kế tiếp có thể được dự đoán ở một mức độ nhất định trên cơ sở giá trị lấy mẫu hiện tại.  Kỹ thuật nén dùng đặc điểm này được gọi là mã hoá dự đoán (predictive coding). Chương 3: Nguyên lý, kỹ thuật và chuẩn nén…. 9
  10. Nguyên lý nén dữ liệu 1. Sự dư thừa dữ liệu Sự dư thừa trong âm thanh số Trong tiếng nói số, ta có một kiểu khác của dư thừa:  Trong đàm thoại/lời nói bình thường, chúng ta chỉ phát ra tiếng nói trong một tỷ lệ phần trăm rất thấp theo thời gian. Giữa những tiếng nói phát ra là khoảng im lặng.  Các mẫu ứng với các khoảng im lặng có thể được loại bỏ mà không ảnh hưởng tới ý nghĩa của câu nói.  Kỹ thuật nén sử dụng đặc điểm này được gọi là loại bỏ khoảng im lặng (silence removal). Chương 3: Nguyên lý, kỹ thuật và chuẩn nén…. 10
  11. Nguyên lý nén dữ liệu 1. Sự dư thừa dữ liệu Sự dư thừa trong hình ảnh số: Trong hình ảnh số, các mẫu lân cận trên một dòng quét bình thường là như nhau. Các mẫu lân cận trên những đường quét gần kế nhau thì cũng tương tự nhau. Sự tương tự này gọi là dư thừa không gian (spacial redundancy). Dư thừa không gian được loại bỏ bằng kỹ thuật mã hoá dự đoán và các kỹ thuật khác (như là mã hoá biến đổi). Sự dư thừa trong video ảnh số: Video số là một chuỗi các hình ảnh, như vậy nó cũng có các dư thừa không gian. Các hình ảnh lân cận nhau trong một chuỗi video bình thường là như nhau. Sự tương tự này gọi là dư thừa thời gian (temporal redundancy) và có thể bị loại bỏ bởi ứng dụng kỹ thuật dự đoán giữa các hình ảnh. Chương 3: Nguyên lý, kỹ thuật và chuẩn nén…. 11
  12. Nguyên lý nén dữ liệu 2. Đặc tính của giác quan Đầu cuối sử dụng audio, hình ảnh và video là con người. Con người có thể chịu được một số lỗi / mất thông tin mà không ảnh hưởng đến hiệu quả truyền thông. Theo nghĩa này các phiên bản nén không cần biểu diễn các mẫu thông tin gốc một cách chính xác. Điều này trái với dữ liệu chữ số, ở đó một số dữ liệu mất / lỗi là không được phép. Một cách tổng quát, tri giác con người không nhạy khi một số ít dữ liệu bị mất/lỗi trong audio, hình ảnh và video. Độ nhạy tri giác khác nhau đối với các khuôn mẫu tín hiệu khác nhau. Một số thông tin quan trọng đối với nhận thức của con người hơn những cái khác. Từ các đặc tính nhận thức =>“thông tin độc lập trung bình” Chương 3: Nguyên lý, kỹ thuật và chuẩn nén…. 12
  13. Nguyên lý nén dữ liệu 3. Phân loại các kỹ thuật nén Có nhiều kỹ thuật dùng để nén thông tin đa phương tiện, nó được phân loại theo nhiều cách. Nếu phân loại trên cơ sở kết quả của kỹ thuật nén => Hai kiểu phân loại: Dữ liệu gốc có thể tái tạo một cách chính xác sau khi nén. Tốc độ bít có thể là hằng số ở ngõ ra của hệ thống nén. Kỹ thuật nén không mất dữ liệu và nén bị mất dữ liệu (lossless versus, lossy Compression techniques): Kỹ thuật nén không mất dữ liệu được dùng để nén các chương trình máy tính, hồ sơ pháp lý và bệnh án, theo đó không có lỗi/mất dữ liệu sau nén. Kỹ thuật này chỉ sử dụng các thống kê dữ liệu (data redundance). Kỹ thuật nén bị mất dữ liệu dùng để nén audio, hình ảnh và video, ở đó một số lỗi/mất dữ liệu có thể chấp nhận được. Kỹ thuật này sử dụng các thống kê dữ liệu và đặc tính nhận thức của con người. Chương 3: Nguyên lý, kỹ thuật và chuẩn nén…. 13
  14. Nguyên lý nén dữ liệu 3. Phân loại các kỹ thuật nén Kỹ thuật nén tốc độ bit không đổi và nén tốc độ bit thay đổi (CBR: Constant Bit Rate coding - VBR: Variable Bit Rate coding) Trong số hoá audio/video, các mẫu được lấy trong các thời khoảng bằng nhau và biểu diễn với một số bit như nhau. Khi giải nén audio/video thành các dòng bit tốc độ không đổi: Ta gọi kỹ thuật mã hoá tốc độ bit không đổi (CBR). Một số kỹ thuật nén sẽ làm giảm tốc độ bit của các dòng, và ta gọi là kỹ thuật mã hoá tốc độ bit thay đổi (VBR). Chương 3: Nguyên lý, kỹ thuật và chuẩn nén…. 14
  15. Nguyên lý nén dữ liệu 3. Phân loại các kỹ thuật nén Kỹ thuật nén tốc độ bit không đổi và nén tốc độ bit thay đổi (CBR: Constant Bit Rate coding - VBR: Variable Bit Rate coding) Rất quan trọng khi xếp loại một kỹ thuật nén là CBR/VBR:  Trước tiên, nội dung phương tiện thay đổi theo thời gian: Nếu phức tạp, nhiều dữ liệu được sử dụng để biểu diễn. Nếu đơn giản, ít dữ liệu được sử dụng. Kỹ thuật VBR hiệu quả và cho chất lượng cao ở cùng hệ số nén.  Thứ hai, VBR khó đặc tả và mô hình hóa, khó hỗ trợ bởi hệ thống truyền thông đa phương tiện.  Hai nhân tố này dùng trong mô tả khi thiết kế và phát triển hệ thống đa phương tiện. Chương 3: Nguyên lý, kỹ thuật và chuẩn nén…. 15
  16. Nguyên lý nén dữ liệu 4. Đo lường hiệu năng nén Hiệu năng của một kỹ thuật nén đo bằng một tập các tham số. Hệ số nén (compression ratio): là tỷ số giữa số lượng dữ liệu gốc và số lượng dữ liệu sau khi nén. Chất lượng tái tạo phương tiện (reconstructed media quality): Khi sử dụng kỹ thuật nén bị mất dữ liệu ta lưu ý: khi hệ số nén cao thì chất lượng tái tạo phương tiện thấp. Độ phức tạp trong cài đặt (Implementation complexity): Càng đơn giản trong cài đặt càng tốt. Tốc độ nén (compression speed): Nhanh là tốt. Tốc độ giải nén (decompression speed): Nhanh là tốt. Khi tốc độ nén và giải nén bằng nhau ta có kỹ thuật nén đối xứng (symmetric compression techniques), ngược lại ta có kỹ thuật nén không đối xứng (asymmetric compression techniques). Chương 3: Nguyên lý, kỹ thuật và chuẩn nén…. 16
  17. CHƯƠNG 3: NGUYÊN LÝ, KỸ THUẬT VÀ CHUẨN NÉN AUDIO, HÌNH ẢNH, VIDEO Giới thiệu. Nguyên lý nén dữ liệu. Kỹ thuật và các nguyên tắc cơ bản của nén dữ liệu. Kỹ thuật và chuẩn nén âm thanh. Kỹ thuật và chuẩn nén hình ảnh Kỹ thuật và chuẩn nén Video. Chương 3: Nguyên lý, kỹ thuật và chuẩn nén…. 17
  18. Kỹ thuật và các nguyên tắc cơ bản của nén dữ liệu Kỹ thuật nén không mất dữ liệu (Lossness) Dữ liệu gốc có thể phục hồi lại hoàn toàn Tỷ lệ nén thông thường có thể đạt được từ 2:1 đến 50:1 Nén không mất dữ liệu được sử dụng để nén các chương trình máy tính, các văn bản luật pháp và các bệnh án. Nó cũng được sử dụng kết hợp với kỹ thuật nén mất dữ liệu để đạt các hệ số nén cao trong thông tin đa phương tiện. Các kỹ thuật nén không mất dữ liệu khai thác “tính dư thừa thống kê” (statisticals redundancies) trong dữ liệu được nén. Chương 3: Nguyên lý, kỹ thuật và chuẩn nén…. 18
  19. Kỹ thuật và các nguyên tắc cơ bản của nén dữ liệu Kỹ thuật nén mất dữ liệu (Lossy) Có sự khác biệt giữa dữ liệu gốc và dữ liệu được phục hồi lại sau khi nén Có sử dụng các đặc điểm tâm sinh lý của thính giác và thị giác của con người trong việc nghiên cứu cho các giải thuật nén. Tỷ lệ nén đạt cao hơn so với các giải thuật nén không tổn hao (từ 100:1) Các giải thuật nén điển hình: JPEG, MPEG Nén MP3, Photograph Image, Video Chương 3: Nguyên lý, kỹ thuật và chuẩn nén…. 19
  20. Kỹ thuật và các nguyên tắc cơ bản của nén dữ liệu Ta dùng thuật ngữ “ký hiệu” (symbol) hoặc “ký tự” (charactere) để chỉ các ký tự văn bản (text characteres), giá trị số (numbers), giá trị mẫu (sample values). Các giải thuật nén điển hình: Mã hóa entropy (entropy coding – Huffman code) Mã hóa độ dài run (run-length coding) Mã hóa Lempel-Ziv-Welch (LZW coding) Mã số học … Chương 3: Nguyên lý, kỹ thuật và chuẩn nén…. 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

CEO.20: Bộ Tài Liệu Hệ Thống Quy Trình Quản Lý Nhân Sự Dành Cho Lãnh Đạo
380 tài liệu
1800 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
9=>0