ITU-T T 82 SPANISH-1993 INFORMATION TECHNOLOGY C CODED REPRESENTATION OF PICTURE AND AUDIO INFORMATION C PROGRESSIVE BI-LEVEL IMAGE COMPRESSION《信息技术 图像和声音信息的编码展示 先进的双级图像压缩 信息通讯业务终端.pdf

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1、UNIN INTERNACIONAL DE TELECOMUNICACIONESUIT-T T.82SECTOR DE NORMALIZACIN (03/93)DE LAS TELECOMUNICACIONESDE LA UITEQUIPOS TERMINALES Y PROTOCOLOSPARA LOS SERVICIOS DE TELEMTICATECNOLOGA DE LA INFORMACIN REPRESENTACIN CODIFICADA DEINFORMACIN DE IMAGEN Y DE AUDIO COMPRESIN DE IMAGEN BINIVELPROGRESIVAR

2、ecomendacin UIT-T T.82(Anteriormente Recomendacin del CCITT)PrefacioLa UIT (Unin Internacional de Telecomunicaciones) es el organismo especializado de las Naciones Unidas en el campode las telecomunicaciones. El UIT-T (Sector de Normalizacin de las Telecomunicaciones de la UIT) es un rganopermanente

3、 de la UIT. En el UIT-T, que es la entidad que establece normas mundiales (Recomendaciones) sobre lastelecomunicaciones, participan unos 179 pases miembros, 84 empresas de explotacin de telecomunicaciones,145 organizaciones cientficas e industriales y 38 organizaciones internacionales.Las Recomendac

4、iones las aprueban los miembros del UIT-T de acuerdo con el procedimiento establecido en laResolucin N.o1 de la CMNT (Helsinki, 1993). Adicionalmente, la Conferencia Mundial de Normalizacin de lasTelecomunicaciones (CMNT), que se celebra cada cuatro aos, aprueba las Recomendaciones que para ello se

5、lesometan y establece el programa de estudios para el periodo siguiente.En ciertos sectores de la tecnologa de la informacin que corresponden a la esfera de competencia del UIT-T, sepreparan las normas necesarias en colaboracin con la ISO y la CEI. El texto de la Recomendacin UIT-T T.82, seaprob por

6、 la CMNT (Helsinki, 1-12 de marzo de 1993). Su texto se publica tambin, en forma idntica, como NormaInternacional ISO/CEI 11544._NOTAS1 Como consecuencia de un proceso de reforma interna de la Unin Internacional de Telecomunicaciones (UIT),desde el 28 de febrero de 1993 ya no existe el CCITT. En su

7、lugar, se cre el Sector de Normalizacin de lasTelecomunicaciones de la UIT (UIT-T) con vigencia a partir del primero de marzo de 1993. De modo similar, en esteproceso de reforma, el CCIR y la IFRB han sido sustituidos por el Sector de Radiocomunicaciones.Con el fin de no retrasar la publicacin de la

8、 presente Recomendacin, no se han cambiado en el texto las referenciasque contienen los acrnimos CCITT, CCIR o IFRB ni sus entidades relacionadas tales como Asamblea Plenaria,Secretara, etc Las futuras ediciones de la presente Recomendacin contendrn la terminologa apropiada relacionadacon la nueva e

9、structura de la UIT.2 En esta Recomendacin, la expresin Administracin se utiliza para designar, en forma abreviada, tanto unaAdministracin de telecomunicaciones como una empresa de explotacin reconocida de telecomunicaciones. UIT 1994Es propiedad. Ninguna parte de esta publicacin puede producirse o

10、utilizarse, de ninguna forma o por ningn medio,sea ste electrnico o mecnico, de fotocopia o de microfilm, sin previa autorizacin escrita por parte de la UIT.Rec. T.82 del CCITT (1993 S) iNDICERec. T.82 del CCITT (1993 S)PginaIntro. 1 Caractersticas generales iIntro. 2 Barras y ordenacin de datos. ii

11、Intro. 3 Bloques funcionales del codificador ivIntro. 3.1 Codificador de capa diferencial . vIntro. 3.2 Codificador de capa de resolucin mnima viiIntro. 4 Bloques funcionales del decodificador viii1 Alcance. 12 Referencias normativas 13 Definiciones . 14 Smbolos y siglas 34.1 Siglas. 34.2 Constantes

12、 simblicas. 34.3 Smbolos matemticos, operadores e indicadores.34.4 Variables con nombres mnemotcnicos 35 Convenios. 45.1 Convenios y smbolos de los diagramas de flujo 45.2 Grficos de plantilla 45.3 Fase espacial . 55.4 Grficos de estructura de datos . 66 Requisitos. 76.1 Reglas generales 76.2 Organi

13、zacin de los datos . 86.3 Reduccin de resolucin . 136.4 Prediccin tpica de capa diferencial. 146.5 Prediccin tpica de capa de resolucin mnima . 166.6 Prediccin determinstica (DP) . 206.7 Plantillas modelo y plantillas adaptativas . 246.8 Codificacin aritmtica. 277 Mtodos de prueba y ejemplos de tren

14、es de datos . 447.1 Codificacin aritmtica. 457.2 Algoritmo parametrizado 527.3 Ejemplos de tren de datos . 56Anexo A Soporte mnimo sugerido de los parmetros libres 57Anexo B Diseo de la tabla de reduccin de resolucin . 58B.1 Filtrado 58B.2 Excepciones 59Anexo C Cambios de plantilla adaptativa . 61C.

15、1 Generalidades 61C.2 Capas diferenciales . 61C.3 Capa de resolucin mnima. 61ii Rec. T.82 del CCITT (1993 S)PginaAnexo D Diseo de la tabla de estimacin de probabilidades. 64D.1 Estimacin bayesiana 64D.2 Mltiples contextos. 64D.3 Parametrizacin MPS/LPS 64D.4 Seguimiento rpido . 65D.5 Reduccin de la c

16、arga de clculo 65Anexo E Patentes. 69E.1 Observaciones de introduccin . 69E.2 Lista de patentes 69E.3 Direcciones de contacto para informaciones sobre patentes. 70Anexo F Bibliografa. 72Rec. T.82 del CCITT (1993 S) iIntroduccin y visin de conjunto(Esta introduccin no es parte integrante de esta Reco

17、mendacin | Norma Internacional)Esta Recomendacin | Norma Internacional fue preparada por el Grupo mixto de expertos en imagen binivel (JBIG) deISO/CEI JTC1/SC29/WG9 y la Comisin de Estudio VIII del CCITT. Este grupo de expertos se form en 1988 con elfin de establecer una norma para la codificacin pr

18、ogresiva de imgenes binivel.Un sistema de codificacin progresiva transmite una imagen comprimida enviando primero los datos comprimidos deuna versin de resolucin reducida de la imagen y potencindolos luego en la medida necesaria con la transmisin dedatos comprimidos adicionales, que se superponen a

19、los ya transmitidos. Esta Recomendacin | Norma Internacionaldefine un mtodo de codificacin incluyendo los modos progresivo, secuencial compatible progresivo y secuencialsimple, y sugiere un mtodo para obtener las necesarias reproducciones a baja resolucin. Se ha comprobado que esposible utilizar efi

20、cazmente los algoritmos de codificacin y de reduccin de resolucin definidos para la codificacinsin prdidas de imgenes de escala de grises y en color, as como de imgenes binivel.Las clusulas de introduccin y visin de conjunto y los Anexos A a F no forman parte integrante de la presenteRecomendacin |

21、Norma Internacional.Intro. 1 Caractersticas generalesEsta Especificacin define un mtodo para codificar por compresin, sin prdida, una imagen binivel (es decir, unaimagen que, como una en blanco y negro, tiene slo dos colores). Dado que el mtodo es adaptativo, puede tambinutilizarse eficazmente para

22、codificar imgenes de la escala de grises y de color. Al ser adaptativo a las caractersticas deimagen, es robusto con relacin al tipo de imagen. En las imgenes exploradas de caracteres impresos, las relaciones decompresin observadas han sido de 1,1 a 1, 5 veces mayores que las obtenidas mediante el a

23、lgoritmo de codificacinMMR de las Recomendaciones T.4 (G3) y T.6 (G4) (que es menos complejo). En las imgenes de caracteres impresosgeneradas por computador, las relaciones de compresin observadas han sido hasta cinco veces mayores. En lasimgenes con escala de grises reproducidas por generacin de se

24、mitonos o por tremolacin, se han observado relacionesde compresin de 2 a 30 veces mayores.El mtodo preserva los bits, lo que significa que, al igual que las Recomendaciones T.4 y T.6, no produce distorsin, yque la imagen decodificada final es idntica a la original.El mtodo tiene tambin capacidad pro

25、gresiva. Al decodificar una imagen codificada progresivamente, se obtieneprimero una reproduccin de baja resolucin de la imagen original con duplicaciones posteriores de la resolucin amedida que se decodifican ms datos. Obsrvese que la reduccin de resolucin se lleva a cabo de las capas deresolucin s

26、uperior hacia las capas de resolucin inferior, mientras que la decodificacin se lleva a cabo en el sentidoinverso. La imagen de ms baja resolucin enviada en una secuencia progresiva es una imagen codificadasecuencialmente. En una aplicacin de codificacin secuencial de una sola progresin, sta es la n

27、ica imagen enviada.Las codificaciones progresivas tienen dos ventajas bien diferenciadas. La primera es que permiten disear una aplicacincon una base de datos comn que puede atender eficazmente dispositivos de salida cuyas capacidades de resolucin sonmuy diferentes. Slo es necesario enviar y decodif

28、icar la porcin del fichero de la imagen comprimida que se necesitapara la reconstruccin a la capacidad de resolucin del dispositivo de salida en cuestin. Adems, si se desea unapotenciacin adicional de la resolucin, por ejemplo, para obtener una copia en papel de algo ya escrito en una pantallade ray

29、os catdicos (CRT), slo hay que enviar la informacin necesaria para dicha potenciacin.La otra ventaja de las codificaciones progresivas es que pueden proporcionar una consulta rpida de las imgenes (enuna pantalla de rayos catdicos) subjetivamente superior, para aplicaciones que utilizan enlaces de co

30、municaciones avelocidad baja y mediana. Se transmite y visualiza rpidamente una reproduccin de baja resolucin, seguida luego porla potenciacin de resolucin deseada. Cada fase de potenciacin de la resolucin se incorpora a la imagen yadisponible. La codificacin progresiva facilita a un usuario el rpid

31、o reconocimiento de la imagen a medida que sevisualiza, lo que a su vez le permite interrumpir la transmisin de la imagen.D designa el nmero de duplicaciones de resolucin (denominadas capas diferenciales) proporcionadas por lacodificacin progresiva. IDdesigna la imagen de resolucin mxima y XDe YDsus

32、 dimensiones horizontal y vertical enpixels. RDdesigna la resolucin de muestreo de la imagen ID.ii Rec. T.82 del CCITT (1993 S)Esta Especificacin no impone casi ninguna restriccin a los parmetros RD, XD, YDo D. Elecciones tales como 400 200 puntos por pulgada (dpi, dots-per-inch) para la resolucin R

33、Dde la capa superior dan lugar a una jerarqua deresoluciones proporcionada a las actuales normas facsmil. Elegir una RDde 600 300 dpi produce una jerarquaprogresiva ms compatible con las resoluciones de las impresoras lser disponibles a partir de la redaccin de estaEspecificacin.Se prev que D se ele

34、gir normalmente de manera que la resolucin mnima sea aproximadamente de 10 a 25 dpi. Lasimgenes binivel tpicas no son legibles cuando se reducen a dicha resolucin, pero no obstante estas reproducciones debaja resolucin siguen siendo bastante tiles y funcionan como iconos automticamente generados. La

35、 presentacin enpgina suele ser de tipo evidente, y a menudo es posible el reconocimiento de determinadas pginas que se han vistoantes a resolucin superior.Como antes mencionado, esta Especificacin no limita el nmero D de duplicaciones de resolucin. Puede ponerse a 0 sila codificacin progresiva no pr

36、esenta ninguna utilidad, como es el caso, por ejemplo, para el facsmil impreso. Estopreserva la ventaja de la JBIG en materia de compresin con relacin a la MMR (y, de hecho, generalmente la aumentaen cierta medida), a la vez que elimina la necesidad de las memorias intermedias y simplifica el algori

37、tmo. Lacodificacin JBIG secuencial de una sola progresin tiene aplicaciones potenciales idnticas a las de lacodificacin MMR. Las imgenes comprimidas por un codificador secuencial de una sola progresin sern legibles pordecodificadores capaces de decodificar progresivamente, si bien nicamente la versi

38、n de ms baja resolucin de unaimagen codificada progresivamente ser decodificable por un decodificador secuencial de una sola progresin.Es posible utilizar esta Especificacin para la codificacin sin prdidas de imgenes en escala de grises y en colorcodificando los planos de bits independientemente, co

39、mo si cada uno fuera en s mismo una imagen binivel. Este mtodode codificacin de imgenes en escala de grises o en color puede ser utilizado como alternativa a la norma decodificacin fotogrfica de la Rec. T.81 del CCITT | ISO/CEI 10918-1 (JPEG) en su modo sin prdidas. Resultadosexperimentales prelimin

40、ares han mostrado que la JBIG tiene una ventaja de compresin sobre el JPEG en su modo sinprdidas para las imgenes en escala de grises de hasta 6 bits por pixel. Para 6 a 8 bits por pixel, los resultados de lacompresin han sido similares para ambos mtodos. Esta Especificacin abarca las imgenes con ms

41、 de un plano debits, pero no formula ninguna recomendacin sobre la manera de hacer corresponder las intensidades de la escala degrises o de color con los planos de bits. Experimentalmente, se ha descubierto que para imgenes en escala de grises unacorrespondencia por codificacin Gray de la intensidad

42、 es superior a una correspondencia por simple codificacinbinaria ponderada de la intensidad.Intro. 2 Barras y ordenacin de datosCuando es necesario distinguir la codificacin progresiva de la forma ms tradicional de codificacin de imagen, en laque la imagen se codifica a resolucin completa de izquier

43、da a derecha y de arriba a abajo, esta forma ms antigua decodificacin se denominar secuencial. La ventaja de la codificacin secuencial sobre la codificacin progresiva esque no se requiere memoria intermedia de trama. La codificacin progresiva requiere una memoria intermedia de tramaen su resolucin s

44、iguiente a la mxima, dado que se utilizan imgenes de resolucin inferior al codificar imgenes deresolucin ms alta.Es posible crear un tren de datos JBIG con slo una capa de resolucin mnima, lo que puede denominarse codificacinsecuencial de una sola progresin. En dicha codificacin, una imagen de resol

45、ucin completa es codificada sin referenciaa ninguna capa de resolucin diferencial. El parmetro D (mencionado en Intro. 1) se pone a cero. Debe observarse queen la codificacin progresiva de una imagen la capa de resolucin mnima es de hecho codificada en codificacinsecuencial de una sola progresin. Si

46、 se codifica una imagen de resolucin completa mediante la codificacin secuencialde una sola progresin, no ser posible decodificar la imagen progresivamente.Se dice que la codificacin en el modo secuencial compatible progresivo es compatible con la codificacin en el modoprogresivo, ya que los trenes

47、de datos creados (codificador) o ledos (decodificador) en cualquiera de los modostransportan exactamente la misma informacin. Todo lo que cambia al pasar de la codificacin progresiva a lacodificacin secuencial compatible progresiva es el orden en el que las partes del mensaje son creadas por el codi

48、ficador.Todo lo que cambia al pasar de la decodificacin progresiva a la decodificacin secuencial compatible progresiva es elorden en que estas partes son utilizadas por el decodificador.Esta compatibilidad se obtiene descomponiendo una imagen en partes ms pequeas antes de la compresin. Estas partesson creadas dividiendo la imagen en cada una de sus capas de resolucin en bandas horizontales denominadasbarras. La codificacin secuencial compatible progresiva requiere una memoria intermedia de barra (mucho mspequea que u