11 Bildkompression Flashcards
Was ist der Nachteil wenn man zur Reduktion von Daten einfach die Zahl der Pixel oder die Bittiefe reduziert?
Dies führt meist zu Qualitätseinbußen
Wie ist der allgemeine Systemaufbau bei der Bildkompression?
Transformation, Quantisierung, Kodierung, Übertragung oder Speicherung, Dekodierung und zuletzt Rücktransformation
Was wird bei der Kodierung gemacht?
Seltene Ergebnisse werden mit mehr Bits kodiert als häufig vorkommende. So werden ohne Informationsverlust nochmal Bits eingespart. Außerdem hilft die Kodierung dabei Übertragungsfehler zu vermindern
Was ist verlustlose Kompression (lossless compression)?
Das rekonstruierte Bild stimmt mit dem Original exakt überein
Was ist verlustbehaftete Kompression (lossy compression)?
Das rekonstruierte Bild sieht für den Betrachter so ähnlich aus wie das Original
Was macht sich die Blocktransformation zu Nutze?
Es gibt meist einen Zusammenhang zwischen benachbarten Pixeln. Daher wird das Bild typischerweise in Blöcke von 8x8 Pixeln zerlegt um durch eine Transformation diese Strukturen in wenigen Werten auszudrücken
Was passiert bei der DCT?
Man spiegelt das Signal an beiden Achsen und erhält so ein Bild vierfacher Größe. Vorteil: Wegen der periodischen Fortsetzung kommt es nicht zu Sprüngen am Rand. Eine Datenvermehrung findet nicht statt, da wegen der Symmetrie die Imaginärteile aller Koeffizienten zu 0 werden. Man erhält nur Koeffizeinten, die durch Punktbildung mit einer Kosinusfunktion entstehen.
Wie viele DCT-Koeffizienten erhählt man für 8x8 Pixel?
64 DCT-Koeffizienten
Was entspricht ein einzelner spektraler Koeffizient?
Dem Produkt von der Kosinusfunktion in beiden Richtungen
Was enthalten die Koeffizienten, die deutlich über 0 liegen?
Die tiefsten Frequenzen und die Frequenzen, die deutlichen Bildstrukturen entsprechen
Wie ist das Vorgehen bei der JPEG Kompression?
Farbraumtransformation, Trennung Luminanz/Chrominanz, Unterabtastung der Chrominanz, Zerlegung in Blöcke, DCT der Blöcke, Quantisierung der Blöcke und Kodierung
Wie funktioniert die Quantisierung bei JPEG?
Division jedes Koeffizienten durch einen für die jeweilige Frequenz spezifischen Faktor. Anschließend Reduktion auf ganzzahlige Werte. Faktoren stehen in einer Matrix
Wie kann man die Kompressionsrate beim JPEG steuern?
Durch Skalierung der Quantisierungsmatrix in Abhängigkeit von einem Qualitätsfaktor
Wie erreicht man eine “nahezu verlustlose” Kompression bei JPEG?
Diese entsteht, wenn die Quantisierungsmatrizen auf 1 gesetzt werden und keine Unterabtastung gewählt wird. Sie ist aber nicht streng verlustlos, da durch Rundungsfehler bei der DCT Bitfehler auftreten können
Was für ein Problem hat die DCT und was folgen daraus für Nachteile?
Die DCT hat das Problem, dass die Werte für Sinus und Kosinus viele Nachkommastellen haben. Nachteile: Rechnen mit Gleitkommazahlen, Viele Multiplikationen und Rundungsfehler, die keine exakte Invertierung erlauben
