Глава 22. ЦИФРОВОЕ КОДИРОВАНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ С ПОЭЛЕМЕНТНОЙ ОБРАБОТКОЙ

В этой главе рассматриваются цифровые методы кодирования изображений с поэлементной обработкой. Описываются системы кодирования с импульсно-кодовой модуляцией, статистические методы кодирования, метод пополнения кадров и кодирование с предсказанием. Рассматриваются также вопросы проектирования кодирующих систем, основанных на линейных методах предсказания.

22.1. СИСТЕМЫ КОДИРОВАНИЯ С ИМПУЛЬСНО-КОДОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ

В обычной системе кодирования изображений с импульсно- кодовой модуляцией (ИКМ) непрерывный видеосигнал преобразуется в последовательность квантованных отсчетов. Эти отсчеты представляются затем наборами нулей и единиц одинаковой длины, называемыми кодовыми словами. Очевидно, что расход двоичных цифр при передаче можно снижать путем уменьшения общего числа уровней квантования. Когда качество изображения, создаваемого такой системой, оценивается с помощью некоторого количественного критерия, число уровней квантования определяется тем минимумом, при котором обеспечивается заданное качество. Если же качество изображения оценивается субъективно, то число уровней квантования приходится сохранять достаточно большим во избежание появления ложных контуров. Этот эффект, возникающий вследствие скачкообразных изменений яркости от одного уровня квантования к другому, наиболее заметен в тех частях восстановленного изображения, где яркость оригинала меняется медленно. Чтобы предотвратить появление ложных контуров на одноцветных изображениях, обычно требуется 50 и более уровней квантования. В соответствии с этим в системах кодирования одноцветных изображений с применением ИКМ число уровней квантования находится обычно в пределах от 64 до 256, так что каждому элементу изображения соответствует 6-8-разрядное двоичное кодовое слово [1-4]. Для кодирования цветных изображений в обычных системах ИКМ отводится по 6-8 двоичных единиц на передачу каждой из трех координат цвета — красного, зеленого и синего. Разработан также ряд сравнительно простых методов цифрового кодирования изображений, позволяющих значительно снизить по сравнению с обычными системами ИКМ число уровней квантования без существенного увеличения заметности ложных контуров.