Práctica3 Codificacion uc3m

Codificaci´n de Informaci´n Multimedia para Comunicaciones
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Grado en Ingenier´ de Sistemas de Comunicaciones
ıa
Dept. de Teor´ de la Se˜al y Comunicaciones
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Universidad Carlos III de Madrid - Curso 2012/2013

Pr´ctica 3: Compresi´n de imagen
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Introducci´n y objetivos
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Esta pr´ctica tiene como objetivo general la familiarizaci´n con los algoritmos empleados en un
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ocodificador de imagen.
Los objetivos de esta pr´ctica son:
a
◦ Conocimiento de los m´dulos implicados en la codificaci´n de im´genes JPEG.
o
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a
◦ La comprensi´n del compromiso entre calidad y compresi´n en el codificador de im´genes
o
o
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JPEG

Enunciado
Los diagrmas de un codificador y decodificador JPEG se muestran en la figura 1.

1.

Representaci´n de im´genes
o
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Matlabpermite leer distintos formatos de im´genes (imread) y mostrarlos utilizando la funci´n
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(imshow). En esta pr´ctica nos restringiremos a im´genes en N niveles de gris utilizando matrices
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a
de intensidad X = [xij], xij ∈ [1, N ]. No obstante, las im´genes a utilizar en la pr´ctica est´n
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a
contenidas en ficheros .mat que contienen dos variables:
◦ imagen: contiene el valor de luminanciade los p´
ıxeles de la imagen.
◦ map: contiene el mapa de color que permite mostrar la imagen.
En esta actividad se pide:
◦ Genere un c´digo que lea una imagen de la pr´ctica (en los directorios imagenes o
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ejemplos dct) y la muestre por pantalla. Para mostrar la imagen, puede utilizar la
funci´n de MATLAB imshow(imagen,map).
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Figura 1: Codificador y Decodificador JPEG
◦ Genere c´digo que calcule el tama˜o en bits necesario para almacenar la imagen teniendo
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en cuenta que el valor de cada pixel se codifica utilizando 8 bits (de 0 a 255).

2.Transformada DCT

En un primer lugar, se va a estudiar la naturaleza de la transformada de coseno bidimensional.
Para ello, utilizando el comando dct2, calcule la transformada de coseno de varias im´genes 8x8
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de ejemplo que se incluyen en la pr´ctica (contenidas en el directorio ejemplos dct)1 .
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Genere una funci´n de MATLAB que, dado un ejemplo de entrada, proporcione la siguiente
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informaci´n:
o
◦ Transforme los valores enteros en reales de doble precisi´n con el comando double(imagen).
o
◦ Reste a la imagen un valor de 128.
◦ Calcule laDCT de cada imagen (comando dct2).
◦ Calcule la imagen reconstruida utilizando la transformaci´n DCT inversa (utilice idct2) y
o
s´mele 128.
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◦ Calcule el error cuadr´tico medio (MSE DCT) entre la imagen original y la reconstruida.
a
◦ Visualice la imagen y su DCT. Para visualizar la DCT puede usar directamente:
imshow(imagen dct).
NOTA: Para ver las im´genes a una tama˜o adecuado (yaque, originalmente son 8x8) ejecute
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los siguientes comandos: imshow(image resize(im),map) e imshow(image resize(im dct)).
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La funci´n image resize se provee junto con el enunciado de la pr´ctica.
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¿Qu´ propiedades beneficiosas para la compresi´n de la imagen observa? ¿Podr´ explicar los
e
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resultados obtenidos en cada caso?
¿Qu´ valores de MSE obtiene? ¿Depende dicho error de laimagen de prueba? ¿Qu´ conclusiones
e
e
puede sacar acerca del empleo de dicha transformada en relaci´n a la posible compresi´n de las
o
o
im´genes?
a
A continuaci´n genere una funci´n MATLAB que lea una imagen contenida en el directorio
o
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imagenes, y calcule la transformada DCT en bloques de 8x8. El resultado deber´ ser una
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matriz con el mismo tama˜o que la imagen original en...