Compressao Com Perdas - Modulacao Delta e DPCM

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Compresso com perdas

Alunos: Carlos E. de Souza Giovani Dal Piva Ulisses Constantini

No que consiste?

Baseia-se no conceito de comprometimento

A distoro pode ser tolerada?

Dependendo da situao, se suficientemente parecida sim.

Aumento na compresso bastante significativo.

De 3:1 at razes maiores que 100:1 Vdeo; Audio; Imagem.

Utilizado principalmente para comprimir:

No que consiste?

Pode levar perda generativa (generation loss) Diferencia-se da compresso sem perdas pelo fato da presena do bloco quantizador

Mtodos de compresso com perda de dadosImagens fixas Fractal compression JPEG e JPEG 2000 (sucessor do JPEG) Wavelet compression Cartesian Perceptual Compression (CPC) DjVu Filmes/animaes Flash H.261 H.263 H.264/MPEG-4 AVC MNG (suporta JPEG sprites) Motion JPEG MPEG-1 Part 2, MPEG-2 Part 2 e MPEG-4 Part 2 Ogg Theora (sem restries de patentes) Sorenson video codec VC-1 Msica AAC - utilizado pela Apple Computer ADPCM ATRAC Dolby AC-3 DTS MP2 MP3 Musepack Ogg Vorbis (sem restries de patentes) Windows Media Audio (WMA)- criado pela Microsoft Voz CELP G.711 G.726 HILN Adaptive Multi-Rate (AMR) (used by GSM cell carriers, such as T-Mobile) Speex (sem restries de patentes)

Codificao Preditiva com perdas

Presena do Quantizador na compactao; Mapeia o erro em uma faixa limitada (n), a qual estabelece o nvel de compresso.

Decodificao Preditiva

Sem quantizador Informao ento perdida

Exemplo compresso com perda

Preditiva com perdas

Modulao Delta (DM) Modulao por Certificao Diferencial de Pulsos

Modulao Delta

um exemplo de Codificao Preditiva com Perdas; Quantifica o sinal diferena entre amostras consecutivas com um quantificador codificado com 1 bit por amostra.

Modulao Deltaf0 = f0 f^n = * f^n-1 en = fn - fn-1 en = + para en > 0; seno fn = en + f^n = constante positiva

Onde = coeficiente de predio;

Ex.: Modulao DeltaEntrada n 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 f 14 15 14 15 13 15 15 14 20 26 27 f^ 14 20,5 14,0 20,5 14,0 7,5 14,0 20,5 27,0 33,5 Codificador e 1,0 -6,5 1,0 -7,5 1,0 -5,5 0,0 12,5 12,0 6,5 6,5 -6,5 6,5 -6,5 6,5 -6,5 -6,5 6,5 6,5 6,5 f' 14,0 20,5 14,0 20,5 14,0 20,5 14,0 7,5 14,0 20,5 27,0 Decodificador f^ 14,0 20,5 14,0 20,5 14,0 20,5 14,0 7,5 14,0 20,5 f' 14,0 20,5 14,0 20,5 14,0 20,5 14,0 7,5 14,0 20,5 27,0 Erro [ f f' ] 0,0 -5,5 0,0 -5,5 -1,0 -5,5 1,0 6,5 6,0 5,5 6,5

Modulao DeltaProduz dois tipos de distoro:

saturao de declive (slope overload) caracterstica das zonas de transio brusca do sinal, em que o passo do quantificador no suficiente para o acompanhar; e o rudo granular tpico das zonas de silncio ou de pequena variao do sinal de entrada quando comparado com o passo do quantificador.

Modulao Delta

A Modulao por Cdigo de Pulso Diferencial (Differential Pulse Code Modulation)

Desenvolvido para minimizar a redundncia de informaes na codificao de sinais discretos. Modifica-se o processo de quantizao do modulador a fim de reduzir a redundncia na sada codificada.

Isso obtido quantizando-se a diferena de amplitude entra as amostras adjacentes.

A Modulao por Cdigo de Pulso Diferencial (Differential Pulse Code Modulation)

Nos sistemas DPCM realizada a quantizao de um sinal de erro, denominado erro de predio. O erro dado pela diferena entre o sinal amostrado de entrada xa(t) e o sinal estimado pelo preditor linear xe(t). O Objetivo minimizar o erro mdio quadrtico de predio, assumindo que o erro de quantizao desprezvel e que o valor predito de um pixel depende de uma combinao linear de m pixels anteriores.

O erro de predio pode ser expresso por: ep(t) = xa(t) xe(t)

Receptor de um Sistema DPCM

Ele consiste de um decodificador (inclui o dequantizador) para reconstituir o sinal de erro de predio. O sinal amostrado original reconstitudo a partir de um preditor linear semelhante ao utilizado no transmissor.