混合采樣多描述圖像編碼初探

摘 要:在通信中由于傳輸線路上的噪聲，可能會造成傳輸信息的錯誤，使信息不能到達指定的端口;另外由于系統的復用或者網絡繁忙時可能造成編碼的丟失。因此數據的傳輸質量直接關系到圖像能否有效地利用。本文是對圖像編碼描述方面進行了嘗試，旨在探索圖像在傳輸條件不利情況下，使圖像恢復質量能夠達到人們可接受的范圍。

關鍵詞:多描述編碼采樣方式圖像質量

中圖分類號:TP314文獻標識碼:A文章編號:1674-098x(2011)05(c)-0105-01

隨著計算機技術、通信技術和圖像編碼理論的發展，圖像采集已經運用到生活中的方方面面，圖像傳輸的質量要求也日益提高。然而在傳輸的過程中，經常由于網絡或者無線傳輸環境引起的數據的丟失。目前，多描述編碼作為一種效率高容、錯性強的編碼，在圖像方面有著廣泛的應用。將信源進行編碼，一個碼流成為一個“描述”。多描述編碼顧名思義，將一個信源分成多個描述。多描述圖像編碼在傳輸過程中即使數據包部分丟失，也能通過其他編碼恢復一個質量較低的圖像。圖像的質量取決于接受數據包的數量，即數據包接受越多，數據還原的程度越高，圖像質量越好。當然數據包在進行編碼時采取的編碼形式也關系到圖像恢復的質量。本文分別對幾種采樣模式進行了分析，通過在低質量傳輸條件下的圖像恢復的清晰程度來比較采用模式的優缺點。

1 采樣方式

圖像傳輸圖的過程如下:先對圖像根據描述數量進行采樣(描述的多少與數據的冗余度有關)，生成描述1、2、3等，對采集后形成的圖像進行壓縮，形成幾個碼流，經過網絡的傳輸之后到達解碼器，解碼器再經過解碼恢復圖像。恢復圖像的質量與接收到的描述數量的多少有關。恢復圖像過程中，如果遇到丟失描述的情況，可以采取對失去描述進行估值重置插入到描述數據中。圖像采樣也是數據傳輸的第一步，是最先影響到傳輸質量的因素。圖像采樣方式通常分為隔行采樣、隔列采樣、間隔采樣等方式。隔行采樣即將圖像分成若干像素塊，采樣時隔行取值再進行壓縮傳輸;同理隔列采樣即將圖像分成若干像素塊，進行隔列取值;間隔采樣是將隔行采樣和隔列采樣同時進行。在恢復圖像時對隔行采樣的丟失描述估值重置采用上下像素塊的像素均值;隔列采樣的丟失描述估值重置采用左右像素均值;間隔采樣的丟失描述估值重置采用上下左右像素均值。圖像的多描述與兩個描述的原理相同，我們采用最簡單的兩個描述進行探討。我們生成的描述稱之為M1、M2，我們采用單描述M1進行圖像的恢復重構，根據恢復圖像的清晰程度的變化及色彩變化與原圖的變化趨勢的一致性，找出其變化規律，推斷出圖像在混合采樣多描述圖像的變化情況。

2 圖像質量及變化特點分析

通過對圖像編碼原理的分析可以判定經過單描述恢復的圖像的質量整體要比原圖像的差。因為接受的數據包少，在一些細節上無法顯示的特別清晰，也無法達到原圖的質量。圖像在采樣時通常先將圖像分割成像素塊，再對像素塊進行采樣，而分割像素塊的大小可以影響數據恢復時的效率及質量。通常情況下分割的像素塊越多，恢復圖像的質量越高，但是采樣及恢復圖像的效率越低。像素塊分割多少，對于顏色變化較緩的圖像來說影響稍小，而對于變化劇烈的圖像則很大。

采樣形式的不同導致圖像在數據量化時對圖片橫向或者縱向的變化不同。間隔采樣使圖片橫向和縱向都發生了變化，在恢復時圖像變化較為明顯，超出可接受范圍，因此間隔采樣方式應當放棄。當色彩變化劇烈時，單純采用某一采樣方式進行采集時，圖片的還原質量下降較為明顯。圖像局部應根據圖像的橫向變化或者縱向變化的劇烈程度采用不同采樣方式，橫向色彩變化較大時應采用隔行取值，盡可能保證原圖像某一方向準確性，從而使整體的圖像恢復質量得到最大的保證。

我們可以將圖像色彩進行賦值，然后通過對圖像的局部像素色彩值進行計算，對數值變化進行比較，判斷出局部的像素塊適合隔行采樣還是隔列采樣。同時結合以上分析，我們可以從混合采樣多描述圖像得到結論:采用混合采樣的圖像恢復后得到的數值在變化在理論上會較為接近原圖的變化趨勢，在細節方面質量會尤其高。

3 結語

影響圖像的質量高低的因素有很多，在本文中我們只探討了兩個描述情況下對圖像恢復質量的影響，同時簡單地對像素塊的多少影響圖像質量的情況進行了比較。我們可以采用更加客觀的方法進行詳細的評定，例如我們采用對圖像的信噪比進行計算，詳細且綜合的進行比較。在探討估值重置時的方法也有很多，也都可以通過其他的算法進行估值重置，重置的算法應當根據圖像的性質不同而采取不同的算法，對圖像的質量會有一定的影響。本文是簡單的對混合采樣多描述圖像編碼進行的初探，我們以后還會對其他因素進行進一步的研究，會得到更多混合采樣多描述圖像編碼的特點及優劣。

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