O documento discute fundamentos de compressão de imagem e vídeo, incluindo tipos comuns de redundância, o modelo de compressão JPEG, espaços de cores, DCT, quantização, ordenação zig-zag, codificação por entropia e o modelo de compressão MPEG.

1. Fundamentos de compressão de imagem e vídeo Julho 2009 www.comunip.com www.fumectelecom.com.br Fabio Lacerda

2. Como avaliar um codec

3. Tipos comuns de redundância que os codecs tentam eliminar Redundância espacial Redundância temporal 950 951 952 Esta redundância entre quadros é removida explorando técnicas de estimação e compensação de movimento.

4. Introdução ao modelo de compressão de imagem JPEG

5. Modelo de compressão de imagem JPEG

6. Modelo de compressão de imagem JPEG

7. Espaço de cores foto=imread('imagem.bmp'); Padrão RGB (Red Green Blue)

9. Subamostragem de chroma Padrão YCbCr ou YUV Apesar do MPEG-2 ter provisão para lidar com o formato 4:4:4 para aplicações profissionais, a maioria das aplicações usam o formato 4:2:0.

10. Subamostragem de chroma

11. DCT – Discrete Cosine Transform Base para todos os padrões de compressão de imagem e vídeo As 64 formas de onda que compõem as funções base da DCT 8x8

12. DCT – Discrete Cosine Transform

13. DCT – Discrete Cosine Transform

14. DCT – Discrete Cosine Transform

15. DCT – Discrete Cosine Transform Região de baixa atividade

16. DCT – Discrete Cosine Transform Região de alta atividade

17. DCT – Discrete Cosine Transform

18. DCT – Discrete Cosine Transform

19. Quantização dos coeficientes DCT Coeficientes DCT Coeficientes DCT quantizados

20. Quantização dos coeficientes DCT [1] Qf = 8

21. Quantização dos coeficientes DCT [1] Qf = 23

22. Quantização dos coeficientes DCT [1]

23. Ordenação Zig-Zag

25. Experiências com DCT Imagem com 50% da matriz zerada (coeficientes DCT mais altos) ANTES DEPOIS Fig. 1 Imagem original BMP Fig. 2 Imagem 50% da matriz zerada Diferença

26. Experiências com DCT Zoom da imagem com 50% da matriz zerada (coeficientes DCT mais altos)

27. Experiências com DCT Imagem com 87,5% da matriz zerada (coeficientes mais altos zerados)

28. Experiências com DCT Zoom da imagem com 87,5% da matriz zerada (coeficientes DCT mais altos)

29. Experiências com DCT Imagem com 96,875% da matriz zerada (coeficientes mais altos zerados)

30. Experiências com DCT Informação perdida; representa os coeficientes DCT que foram “zerados”

31. Experiências com DCT Zoom da imagem com 96,875% da matriz zerada (coeficientes DCT mais altos)

32. Experiências com DCT Imagem com 98,875% da matriz zerada (coeficientes mais altos zerados)

33. Experiências com DCT Zoom da imagem com 98,875% da matriz zerada (coeficientes DCT mais altos)

34. Experiências com DCT Imagem com 99,82% da matriz zerada (coeficientes mais altos zerados)

35. Experiências com DCT Zoom da imagem com 99,82% da matriz zerada (coeficientes DCT mais altos)

36. Experiências com DCT Imagem com 99,995% da matriz zerada (coeficientes mais altos zerados)

37. Experiências com DCT Informação perdida; representa os coeficientes DCT que foram “zerados”

38. Experiências com DCT Zoom da imagem com 99,995% da matriz zerada (coeficientes DCT mais altos)

39. Experiências com DCT (II) Imagem com 50% da matriz zerada (coeficientes mais altos zerados)

40. Experiências com DCT (II) Zoom da imagem com 50% da matriz zerada (coeficientes DCT mais altos)

41. Experiências com DCT (II) Imagem “zerando” apenas o 1º coeficiente DCT (coeficiente DC)

42. Introdução ao modelo de compressão de vídeo MPEG

43. Roadmap dos codecs de video

45. MPEG: compensação de movimento para minimizar a redundância temporal

46. MPEG: processo de compensação de movimento Exemplo: T=1 T=2

47. MPEG: processo de compensação de movimento [1] Exemplo prático: imagem original imagem original

48. Exemplo prático: diferença entre quadros adjacentes diferença entre quadros adjacentes MPEG: processo de compensação de movimento [1]

49. Exemplo prático: vetores de compensação de movimento vetores de compensação de movimento MPEG: processo de compensação de movimento [1]

50. Exemplo prático: erro de predição Erro de predição pelo uso de compensação de movimento MPEG: processo de compensação de movimento [1]

52. Sobre a imagem que ficou famosa: Lena Soderberg Lena Soderberg é uma modelo sueca, capa da Playboy em Novembro de 1972. Uma de suas fotos tem sido usada, até hoje, em testes de processamento de imagem

53. Lena Soderberg Coincidentally, Playboy states the issue was its best-selling ever, having sold 7,161,561 copies as of May 2006. In 1997, she was a guest at the 50th annual Conference of the Society for Imaging Science and Technology , where she was busy signing autographs, posing for pictures, and giving a presentation about herself.

54. Referências [1] G. A. S. Pereira and H. C. Yenia, " MPEG-2: Um estudo do padrão de vídeo ." http://www.dcc.ufmg.br/~gpereira/mpeg/, Março 1999.