Obraz cyfrowy. Podstawy JPEG, MPEG

Opis

Podręcznik podstawowy, kompleksowo ujmujący zagadnienia teoretyczne, jak i praktyczne związane z obrazem cyfrowym, a zwłaszcza z obrazami ruchomymi. Książka przedstawia uzyskiwanie cyfrowych obrazów i cyfrowych sygnałów wizyjnych, rodzaje reprezentacji takich sygnałów, kompresję obrazów nieruchomych i ruchomych, podstawowe operacje przetwarzania obrazów oraz zawiera krótkie wprowadzenie do zagadnień opisu treści obrazów i umieszczania znaków wodnych w obrazach. Omawia sygnały wizyjne spotykane w telewizji cyfrowej standardowej (SDTV) oraz wysokiej jakości (HDTV), a także sygnały stereowizyjne i wielowidokowe. Omawiając aktualnie stosowane rozwiązania techniczne autor uwzględniał również najnowsze osiągnięcia naukowe. Dużo uwagi poświęcił standardom międzynarodowym, w tym przede wszystkim standardom kompresji JPEG, JPEG-LS, JPEG 2000, JPEG-XR, H.263, MPEG-2 oraz MPEG-4, w tym AVC, SVC i MVC. Podręcznik odnosi się też do innych standardów, na przykład dotyczących formatów obrazów i sygnałów wizyjnych lub opisu treści obrazu (MPEG-7). Sposób wykładu ułatwia poznanie podstaw techniki obrazu cyfrowego, które mają zastosowanie między innymi w telewizji cyfrowej, w systemach nadzoru wizyjnego i w przetwarzaniu obrazów dla zastosowań przemysłowych i biomedycznych. Odbiorcy: studenci kierunków elektronika, telekomunikacja, informatyka, automatyka i robotyka wyższych uczelni technicznych i innych.

Przedmowa 11 Ważniejsze oznaczenia 14 Spis skrótów i akronimów 15 Wstęp 21 W.1. Obraz naturalny i cyfrowe przetwarzanie obrazów 21 W.2. Technika obrazu 24 W.3. Normalizacja w zakresie obrazu cyfrowego 26 1. Podstawy teorii sygnałów wielowymiarowych 58 1.1. Pojęcie sygnału wielowymiarowego 58 1.2. Częstotliwości przestrzenne 63 1.3. Przekształcenie Fouriera sygnałów wielowymiarowych 65 1.3.1. Wielowymiarowe przekształcenie Fouriera 65 1.3.2. Dwuwymiarowe przekształcenie Fouriera 67 1.3.3. Właściwości dwuwymiarowego przekształcenia Fouriera 671.3.4. Interpretacja częstotliwości przestrzennych w obrazach 79 1.4. Próbkowanie obrazu 81 1.4.1. Próbkowanie prostokątne 81 1.4.2. Próbkowanie z dowolną geometrią próbkowania 85 1.5. Dyskretne dwuwymiarowe przekształcenie Fouriera 88 1.5.1. Definicja i właściwości 88 1.5.2. Obliczanie dyskretnych dwuwymiarowych transformat Fouriera 93 1.5.3. Dyskretne dwuwymiarowe transformaty Fouriera obrazów 96 1.6. Dwuwymiarowe dyskretne przekształcenie kosinusowe 100 1.6.1. Jednowymiarowe dyskretne przekształcenie kosinusowe 100 1.6.2. Dwuwymiarowe dyskretne przekształcenie kosinusowe − określenie 102 1.6.3. Wyznaczanie dwuwymiarowych dyskretnych transformat kosinusowych obrazów 105 1.7. Dwuwymiarowe przekształcenie Z 107 1.8. Dwuwymiarowe dyskretne układy liniowe 110 1.8.1. Podstawowe pojęcia 110 1.8.2. Dwuwymiarowe układy LSI − opis w dziedzinie przestrzennej 112 1.8.3. Dwuwymiarowe układy LSI − opis w dziedzinie częstotliwości 116 1.8.4. Stabilność dwuwymiarowych systemów liniowych 121 1.9. Dwuwymiarowe dyskretne przekształcenie falkowe 124 1.9.1. Analiza i synteza subpasmowa 124 1.9.2. Zespoły filtrów analizy i syntezy 129 1.9.3. Implementacje zespołów filtrów 134 1.9.4. Przekształcenie falkowe proste i odwrotne 139 1.10. Predykcja 142 1.11. Kwantowanie 147 1.11.1. Kwantowanie skalarne 147 1.11.2. Kwantowanie wektorowe 149 2. Cyfrowe reprezentacje obrazów 151 2.1. Światło widzialne i jego percepcja przez człowieka 151 2.1.1. System wzrokowy człowieka 151 2.1.2. Fotometria 152 2.1.3. Percepcja światła przez człowieka 155 2.2. Cyfrowe reprezentacje obrazu monochromatycznego 156 2.3. Korekcja kontrastu − korekcja gamma 159 2.4. Barwy i ich reprezentacje 164 2.4.1. Światło barwne i jego percepcja 164 2.4.2. Reprezentacja światła barwnego za pomocą trzech składowych podstawowych 166 2.4.3. Układ RGB i jego odmiany 168 2.4.4. Luminancja i chrominancje 175 2.4.5. Inne układy współrzędnych barw 182 2.4.6. Indeksowanie kolorów 185 2.4.7. Zarządzanie kolorami 189 2.4.8. Wielozakresowe reprezentacje barw 191 2.5. Analogowe ciągłe sygnały wizyjne 192 2.5.1. Sygnały z wybieraniem międzyliniowym i kolejnoliniowym 192 2.5.2. Całkowity sygnał wizyjny monochromatyczny 193 2.5.3. Sygnały wizyjne barwne 196 2.5.4. Przegląd analogowych sygnałów wizyjnych 198 2.6. Cyfrowe sygnały wizyjne 201 2.6.1. Kwantowanie próbek sygnałów wizyjnych 201 2.6.2. Proporcje rozmiarów obrazu 202 2.6.3. Próbkowanie ciągłych sygnałów wizyjnych 203 2.6.4. Formaty obrazu − SDTV i HDTV 208 2.6.5. Próbkowanie chrominancji 210 2.6.6. In