adaptive coding of transform coefficients

الترميز التكيفي لمعاملات التحويل: أداة قوية لضغط الصور

في عالم معالجة الصور الرقمية، يبرز **الترميز التكيفي لمعاملات التحويل** كتقنية قوية لضغط الصور بكفاءة. تستفيد هذه الطريقة من خصائص الإدراك البصري للأنظمة البصرية البشرية لتحقيق نسب ضغط عالية دون إدخال تشوهات ملحوظة.

في جوهرها، ينطوي الترميز التكيفي لمعاملات التحويل على تمثيل صورة باستخدام مجال تحويل، غالباً ما يكون تحويل جيب التمام المنفصل (DCT)، ثم تطبيق **مخطط كمّ متغير** على المعاملات الناتجة. هذا المخطط، على عكس الكميّة الموحدة التقليدية، يستغل **تأثير الإخفاء** - ميل أعيننا إلى إدراك تشويه أقل في مناطق ذات تفاصيل عالية مقارنة بمناطق ذات تفاصيل منخفضة.

إليك كيفية عمل ذلك:

1. تمثيل مجال التحويل: يتم تحويل الصورة المدخلة إلى مجال التردد باستخدام DCT. يسمح هذا التمثيل بتمثيل أكثر كفاءة لمحتوى الصورة، حيث تمثل المعاملات عالية التردد معلومات تفصيلية بينما تمثل المعاملات منخفضة التردد المناطق الأكثر سلاسة.

2. عينة العتبة: يتم تطبيق **عتبة** على معاملات التحويل، مما يلغي فعلياً المعاملات التي تقل قيمها المطلقة عن العتبة. تزيل هذه الخطوة المعلومات الزائدة وتقلل عدد المعاملات التي تحتاج إلى ترميز.

3. الكميّة المتغيرة: يتم بعد ذلك كمّ المعاملات المتبقية باستخدام **مخطط كمّ متغير**. يخصص هذا المخطط خطوات كمّ مختلفة للكتل المختلفة بناءً على أهميتها الملحوظة. يتم كمّ الكتل ذات التفاصيل العالية، حيث يكون الإخفاء أقوى، باستخدام خطوات أكبر (مما يؤدي إلى خطأ كمّ أكبر)، بينما يتم كمّ الكتل ذات التفاصيل المنخفضة باستخدام خطوات أصغر.

يسمح هذا النهج التكيفي بتمثيل أكثر كفاءة للصورة من خلال الاستفادة من التكرار المتأصل في مجال التردد واستغلال تأثير الإخفاء. نتيجة لذلك، يكون التشويه الإجمالي الذي تم إدخاله أقل وضوحًا مقارنة بالكمّ الموحد، مما يساهم في تحسين الجودة المرئية.

فوائد الترميز التكيفي للتحويل:

• نسب ضغط أعلى: مقارنة بالطرق التقليدية مثل DPCM (ترميز نبضات الفرق التفاضلي)، يحقق الترميز التكيفي للتحويل نسب ضغط أعلى نظرًا لاستغلاله الفعال للتكرار المكاني وخصائص النظام البصري البشري.
• تحسين جودة الصورة: تساهم استراتيجية الكميّة المتغيرة، إلى جانب عينة العتبة، في تقليل التشويه في المناطق المهمة إدراكيًا، مما يؤدي إلى تحسين جودة الصورة.
• المرونة والتكيف: تسمح هذه الطريقة بمجموعة واسعة من نسب الضغط من خلال ضبط العتبة ومعلمات الكميّة، مما يوفر مرونة للتطبيقات وأنواع الصور المختلفة.

عيوب:

• الحساسية لأخطاء النقل: من أهم عيوب الترميز التكيفي للتحويل حساسيته لأخطاء النقل. يمكن أن تؤدي الأخطاء في النقل إلى تعطيل مزامنة فك الترميز، مما يؤدي إلى تدهور شديد في الصورة. تُبرز هذه الحساسية الحاجة إلى تقنيات تصحيح أخطاء قوية في التطبيقات التي تشكل فيها أخطاء النقل مصدر قلق.

الاستنتاج:

يوفر الترميز التكيفي لمعاملات التحويل نهجًا قويًا لضغط الصور، مما يحقق نسب ضغط عالية مع حد أدنى من التشويه المرئي. تستفيد هذه التقنية من تأثير الإخفاء البصري والكمّ المتغير لتحسين تمثيل الصورة، مما يعزز الجودة والكفاءة الإجمالية لضغط الصور. ومع ذلك، يجب مراعاة ضعفها تجاه أخطاء النقل بعناية في التنفيذ العملي.