Survey of Wavelet Transformation and Image Compression

1
???????????????
??????

• ????????
• ???

2
Outlines

• ??????!?
• ??????
• ?????????
• ?????????
• ????????????
• ?????
• ???????????
• JPEG???
• DCT???
• ????????????
• Photolt-gtemotion
• ????????

3
??????!?
??
4
??????!?
?
Google art project
5
??????!?
6
??????

• ????????? 1 2
• ??????????????
• ?? ???(????)
• ?? ??(???17??)Ashmolean Museum
• ????????????????????,?????????????????
• ??????????????????????????????????????,???
  ??????????????????????,??????????3

7
?????????
8
?????????

• ??? 0 1 ???

9
?????????

• ??? 0 1 ???

10
?????????
11
????????
?????????
????
??????????
12
???????? (cont.)
?????????
??????
??????
??????
13
???????? (cont.)
?????????
?????????
????????
14
???????? (cont.)
?????????
?????????
????????

• Grayscale (????) ?256(8 bits)?????????????(????0)
  ???(????255)?????

15
???????? (cont.)
?????????

???????????
???????????
???????????
?????????
16
?????????

• ??????????? _ view
• https//www.youtube.com/watch?vynpbZlyXuys
• ???????-??????????
• ???????????(92-94??)
• ??E?????_ view (????00)

17
??????????
???????????(??????????????????????)
18
????????????

• (1)????????????,??????????????????
• ???????,?????????????????????
• ???????,?????????
• (2)??????????,????????????????????
• ?????,??????????????????,????
• ??????????,??????????????????
• ?????,?????????????
• (3)????????????????,?????????,?????????
• ?????????????
• (4)??????????,??????????????????,???????????
• ????,??????????????????
  ?
• (5)?????????????,???????????(E-media)
• ??????,??????????????????????,??????
  
• (6)???????????????,???????,?????
• ???????????

19
????????
???
????
????
??????
????
????
????
????
????
?????
????
?????
???
20
??????????

• ??????(Metadata)
• ??????(???)
• ???????
• ???????????????????
• ??????(DRM)
• ?????????????
• ??????
• ???????/?????????????????
• ??????
• GIS???????

21
Metadata 1 2 3

• ??Metadata???????????Meta,????????????????????????
  ??
• ????????????(Data about Data),??????????????,?????
  ????(Online Computer Library Center,??OCLC)???????
  ??????(National Center for Supercomputing
  Applications,??NCSA)??????????Metadata
  Workshop??????,??????????????????,?????????????,??
  ??,?????????????Metadata ????
• Metadata ?????????Schema?Schemas?Schemata?Format?
  Formats?Element sets?Standards?Systems?Catalogues?
  (Polydoratou Nicholas, 2001)?????,??????Vocabula
  ry?(Baker, et al., n.d)??Vocabularies?(???CORES
  Schema Registry)???
• ???????????????????????????
• ???????????????????

????????,?????????,???????????
Metadata?????????????????????????(Surrogate),?????
??????,?????????
22
Metadata???????

• ??????????????,??????????????,??????????????????,?
  ???????????metadata scheme?????
• ?????????????????????????????????????????????
• ???????????metadata scheme?????,??????????????

23
??????????

• ????????????????

24
????????????
1 2 3
1 2 3
25
?????google 100 ?????

• ????
• Art project
• Google reader
• Other..

26
???????????
27
???????????
???????????????????

1. ????(vector-based image)?????????????,???????????
   ?
2. ?????(bit-mapped image)??????????????

28
??????????
???? ???? ???? ???? ?? ??????(2002?)
GIF ??? 256? ???? (256??) ????????????,????? Word?Excel?PowerPoint?FrontPage?IE
JPEG(JPG) ??? ?? ??? ?????????,???????????? Word?Excel?PowerPoint?FrontPage?IE???JPEG??????????JPEG2000??
PNG ??? ?? ???? ????????????????????? Word?Excel?PowerPoint?FrontPage?IE
TIF(TIFF) ??? ?? ???? ???????????? Word?Excel?PowerPoint?FrontPage
BMP ??? ?? ???? ??????????????,?Windows??????? Word?Excel?PowerPoint?FrontPage?IE
PICT2 ??? ?? ???? ?????????????????,??????????????? Word?Excel?PowerPoint
UFO ??? ?? ???? PhotoImpact??????? ?
PSD ??? ?? ???? Photoshop??????? ?
EPS ????????     ????????????????????,????????????????????????,????????????????(?PageMaker),?????PhotoDraw 2000???????????????????????? Word?Excel?PowerPoint?FrontPage
WMF?EMF(???WMF) ???     WMF?Windows??????????????????????????????????WMF?EMF? Word?Excel?PowerPoint?FrontPage
AI ???     Illustrator?????? ?
CDR ???     CorelDRAW?????? Word?Excel?PowerPoint
CMX ???     Corel?????????? ?
?GIF??????...?????????????????
29
???????????
W480
H640
Lena (Gray-level Image 8 bits/pixel)
30
???????????

• ????(image size)
• Lena HW640 480307200 Pixels
• ????
• Lena 640 480 82457600 bits 300 KB
• ???(resolution)
• dpi (dots per inch or pixels per inch)
• ?????????????
• Ex. ?1024 768???,????300 dpi,?????????????8.7
  cm 6.5cm
• (???2.54??)

31
???????????

• ????
• RGB (Red, Green, Blue)
• RGB ?????????????
• ???????????????????
• CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, Black)
• CMYK??????
• ??????????

32
???????????

• ????????
• ??????
• ??
• ??
• ???
• ???
• ????
• ????

33
????? ?????????
JPEG 55 KB
??(BMP 768 KB)
34
??????

• ?????????
• 1. ?????
• ??????????????????????Ex. GIF, TIFF, PCX,TGA
  
• 2. ????
• ??????????????????????Ex. VQ, JPEG

35
??????

• The quality of the encoded image is evaluated by
  the peak signal-to noise ration PSNR, which is
  defined as
• For an mm image, the mean-square error (MSE) is
  defined as
• Where xij and denote the original and
  quantized gray level, respectively.

36
??????

• ????(data compression)????????????????????????????
  ?????????????

???
???
?????????
37
??????????

• PCX ??????
• ????????(Run Length Encoding)??????
• ??????????,?????
• ?????????????????????????????????,PCX????????????
  ???
• ??????(run-length encoding)???????????????????????
  ????????????????????????????????????????????,AAAAA
  AAA ?? A08 ???

????????
???????????????
38
??????????

• TIFF ??????
• 1. ????????
• ????-??-?????(Lempel-Ziv-Welch)???????(Huffman
  Coding)????????(Run Length Encoding)
• 2.?????????
• ????????????????
• 3.?????????????
• ???MS Windows? DOS? UNIX? OS/2??

Huffman ??(Huffman coding)????????????????????,???
????????????????????????????????,?????????????????
?????
39
Huffman ??????
40
??????????

• GIF ??????
• ????-??-?????(Lempel-Ziv-Welch)
• ???????????,??????
• ??????????,?????256?,?????????

41
??????????

• JPEG ??????
• ???????(International Organization for
  Standardization,??ISO)????????????(International
  Telegraph and Telephone Consultative
  Committee,??CCITT)?????
• ?????????(Discrete Cosine Transform)?????????????,
  ?????????

42
VQ ??????
w
h
Image
Index table
Vector Quantization Encoder
43
VQ ??????
w
h
Image
Index table
Vector Quantization Decoder
44
???????????

• JPEG (Joint Photographic Coding Expert Group)
•     ??????????????JPEC ?????(Lossy)
  ??????,?????????(Discrete Cosine Transform,??DCT)
  ???????????????,????????,??????????????JPEC
  ?????????????,???JPEG ????????????????????,?????5
  15 ???,JPEC ?????????????,????????????????
•    

??(BMP 768 KB)
JPEG 55 KB
45
?????????
46
?????????
47
256????????
48
JPEG???

• ??
• JPEG (Joint Photographic Experts Group)
• ISO?CCITT (1986)
• ??????ISO/IEC 10918-1 (1991)
• ???? (1992 )
• ?????????(Discrete Cosine Transform)?????????????,
  ?????????

49
JPEG???(cont.)

• ???? 640?480 ?????
• 640?480?3?8 7372800 Bits
• Modem 36Kbps
• 7372800/36000 204.8 (sec) 3.41 (min)
• ??JPEG?????12
• (7372800/12)/36000 17.1 (sec)
• ?? versus ??

50
JPEG???(cont.)

• ????????

51
JPEG???(cont.)

• ???????

52
JPEG?????
53
JPEG??????
54
??????
???
???
FDCT (f (x,y) x 0 to N y 0 to N)
f(x,y) O(x,y)-128
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
(x,y)
(i,j)
IDCT (D(i,j) i 0 to N j 0 to N)
O(x,y) f(x,y)128
55
????????
Forward DCT (FDCT)
Inverse DCT (IDCT)
56
????
???
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
DC
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
AC
???
(8X8) DCT ??????
57
???????
58
?????????
59
?????????
60
?????????
????????? 0 200 0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0
0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 0
0 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 5
0 0 0 0 0 0 0 0 6 0 0 0 0
0 0 0 0 7 0 0 0 0 0 0 0
0 IDCT?????? 0 153 153 153 153 153 153 153
153 1 153 153 153 153 153 153 153 153 2 153
153 153 153 153 153 153 153 3 153 153 153 153
153 153 153 153 4 153 153 153 153 153 153 153
153 5 153 153 153 153 153 153 153 153 6 153
153 153 153 153 153 153 153 7 153 153 153 153
153 153 153 153
??????
61
????????? (cont.)
????????? 0 0 0 0 0 0 0 0 200
1 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0
0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 0
0 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 5
0 0 0 0 0 0 0 0 6 0 0 0 0
0 0 0 0 7 0 0 0 0 0 0 0
0 IDCT????? 0 135 108 157 93 163 99
148 121 1 135 108 157 93 163 99 148
121 2 135 108 157 93 163 99 148 121 3
135 108 157 93 163 99 148 121 4 135
108 157 93 163 99 148 121 5 135 108
157 93 163 99 148 121 6 135 108 157 93
163 99 148 121 7 135 108 157 93 163
99 148 121
??????
62
????????? (cont.)
????????? 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0
0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 0
0 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 5
0 0 0 0 0 0 0 0 6 0 0 0 0
0 0 0 0 7 200 0 0 0 0 0 0
0 IDCT????? 0 135 135 135 135 135 135
135 135 1 108 108 108 108 108 108 108
108 2 157 157 157 157 157 157 157 157 3
93 93 93 93 93 93 93 93 4 163
163 163 163 163 163 163 163 5 99 99
99 99 99 99 99 99 6 148 148 148
148 148 148 148 148 7 121 121 121 121
121 121 121 121
??????
63
????????? (cont.)
64
????????? (cont.)
65
??? (cont.)ZIG-ZAG????

• ?? 2-D ????? 1-D ??

66
??? (cont.)ZIG-ZAG Scan??
67
??????Tools

• Coding by yourself C , C , others

• MATLAB

68
????????????(watermark)
????watermark
69
????watermark
????????

????????
????
???????
70
?????????
????????
??
???

• fragile watermark
• robust watermark

???????
71
?????????
??????????????
72
????????????

1. ???????????????
2. ?????????????
3. ??????
4. ????,????????
5. ????????,??????
6. ????????
7. ???????????

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???????? photoshop
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Q ATHANKS steven.sgash_at_gmail.com