qjpegrest: comparison doc/memoria.tex

equal deleted inserted replaced

-:20f497435c50
+:e07157da85c9
 l'interval de quantització corresponent. (Aquí el descodificador ha de prendre
 decisions, inventar, el millor possible)
 \item Fem la transformada inversa DCT dels coeficients obtinguts, per
 arribar a la representació en blocs de mapa de bits de 8x8 pícsels.
 \item Els blocs constitueixen la informació espacial dels plans, i cal
-reescalar els plans delmats a la seva dimensió original.
+interpolar els plans delmats a la seva dimensió original.
 (Aquí el descodificador també ha
 d'inventar els nous punts al escalar la imatge)
 \item Ja tenim una versió dels tres plans que determinaven la imatge, i podem entregar-la a qui l'hagi demanada.
 \end{compactenum}
 molts codificadors per programari delmen a 2:1 tant en horitzontal com en
 vertical.
 \figura{flors-cb-rescale.pdf}{\label{fig:cb-rescale}Delmat
 2:1 en horitzontal i vertical del pla Cb, i posterior
-reescalat de la versió delmada, mitjançant interpolació lineal.}
+interpolació lineal de la versió delmada.}
-A la descodificació, cal reescalar els plans delmats a la seva mida original,
+A la descodificació, cal interpolar els plans delmats a la seva mida original,
 mitjançant interpolacions o altres tècniques. Convencionalment (per defecte a
 la \texttt{libjpeg} \cite{libjpeg}) es fa una interpolació lineal. I per a
 suplir la imatge final a la pantalla, cal invertir el canvi de plans de YCbCr
 a RGB.
 distingir molèsties visuals precisament a les vores entre blocs, on la
 informació pertany a dos blocs que el codificador ha considerat
 independentment.
 Dels 64 punts d'intensitat de color que determinen cada bloc de 8x8 pícsels
-obtenim 64 coeficients mitjançant la transformada DCT 2D (\ref{sec:dct}).
+obtenim 64 coeficients mitjançant la transformada DCT 2D (Apèndix \ref{sec:dct}).
 Aquests es solen ordenar en
 freqüències de menor a major, utilitzant l'ordre de Zig Zag
 (Figura \ref{fig:jpeg-coeficients}) definit a l'estàndard de JPEG.
 Les taules de quantització determinen la quantitat d'informació que es llença
 245 & 320 & 390 & 435 & 515 & 605 & 600 & 505 \\
 360 & 460 & 475 & 490 & 560 & 500 & 515 & 495
 \end{tabular}
 }
 \caption{\label{tab:example-qtable} Taula de quantització pel pla d'intensitat
-de llum segons la \texttt{libjpeg} \cite{libjpeg} a qualitat 30}
+de llum segons la \texttt{libjpeg} \cite{libjpeg} a qualitat 30},
+$Q_i , \, i = 1,2,\ldots,64$ segons l'ordre de Zig Zag.
 \end{table}
 La quantització dels coeficients consisteix en conservar només el valor enter
 resultat d'arrodonir la divisió pel quantitzador. El primer coeficient (la
-component DC) no es quantitza independentment com els altres, sinó que es
+component contínua DC) no es quantitza independentment com els altres, sinó que es
 quantitza la diferència amb el primer coeficient del bloc anterior. Per cada un dels 63
-coeficients reals provinents de la transformada DCT 2D ($y_i$, on $i = 2,3,\ldots,64$) i
+coeficients AC provinents de la transformada DCT 2D ($y_i$, on $i = 2,3,\ldots,64$) i
 per la diferència amb la component DC anterior ($y_1$) obtenim un enter arrodonint:
 \[ \hat y_i = \left[ \frac{y_i}{Q_i}\right] , \, i = 1,2,\ldots,64 \]
 La recuperació convencional de cada coeficient, especificada a l'estàndard
 \cite{jpegspec}, consisteix en multiplicar pel
 una zona de canvi d'intensitat. Al mig, el mateix tall de la imatge original, per comparar.}
 \chapter{Qualitat de les imatges}
 En aquest treball ens proposem millorar la descompressió d'imatges JPEG. Per
-tant, cal que definim la qualitat de la imatge resultant d'una manera mesurable.
+tant, cal que considerem quantificar la qualitat de la imatge resultant.
 Una mesura molt utilitzada,
 simplement pel fet de ser purament de teoria del senyal,
 és l'\emph{error quadràtic mitjà}
 (\index{MSE}~MSE - \emph{Mean Squared Error}, \cite{comphandbook_mse}). Aquesta mesura ens permet comparar imatges
 \]
 on $x_{m,n}$ representa la intensitat d'un punt de la imatge original, i $\hat
 x_{m,n}$ l'anàleg de la versió descodificada.
 Als articles que fan referència a comparació d'imatges amb l'objectiu de mesurar
-la similitud encara es fa servir més una funció del MSE, la \emph{relació senyal
+la similitud encara es fa servir més una funció de l'MSE, la \emph{relació senyal
 soroll de pic} (PSNR \index{PNSR}\label{sec:psnr}
 -- \emph{Peak Signal-to-Noise Ratio}),
 que es sol expressar en decibels i es defineix així:
 \[ PSNR = 10 \log_{10} \frac{255^2}{MSE} \]
 A molts articles on proposen mètodes per millorar la descompressió JPEG
-justifiquen les millores amb un augment de la PSNR. A la pràctica,
+justifiquen les millores amb un augment de la PSNR respecte a la descodificació convencional.
+A la pràctica,
 la PSNR es considera una mesura adequada quan es comparen imatges
 codificades a alta qualitat. En general, la PSNR mesura bé l'error percebut
 quan no hi ha gaires diferències a zones d'altes freqüències. Concretament,
 nosaltres no distingim gaire els desfasaments a altes freqüències, i en canvi la
 PSNR és molt sensible a desfasaments. En podem veure un exemple a la Figura
 versions comprimides i 53 individus. Les MOS estaven acotades entre 1 i 10,
 llavors en la majoria dels casos $1 < S < 10$.
 \end{itemize}
 El programari vinculat a aquest informe, tot i que ofereix algunes de les
-esures matemàtiques presentades (GBIM i PSNR), fonamentalment
+mesures matemàtiques presentades (GBIM i PSNR), fonamentalment
 permet comparar còmodament imatges a ull nu. Hem vist que hi ha moltes mesures per
 avaluar les restauracions d'imatges JPEG, i per això no hem dedicat gaire temps
 a implementar-les, prioritzant que l'usuari pugui avaluar les imatges segons el
 seu criteri, que segurament serà el més adequat a les seves circumstàncies.
 \chapter{Tècniques}
-\label{sec:tecniques}
+a\label{sec:tecniques}
-A la l'apartat \ref{sec:perdues} hem explicat quines pèrdues de senyal
+A l'apartat \ref{sec:perdues} hem explicat quines pèrdues de senyal
 trobem al JPEG, i
 quins són els marges de llibertat que tenim a l'hora d'intentar recuperar la
 imatge original. Des de l'aparició de l'estàndard JPEG que s'han proposat
 mètodes per a millorar la descodificació mitjançant algorismes més complexes que
 el convencional. Hem procurat estudiar l'estat de l'art del JPEG, i classificar
 forma part de molts dels mètodes analitzats. Podem diferenciar els mètodes en
 dos grans grups: els de \emph{dins la cadena de descodificació}, i els de
 {post-processat}. Els primers consideren tota la informació del JPEG, i els
 segons treballen exclusivament a partir de la imatge obtinguda després d'una
 descodificació convencional. Els primers tenen un avantatge clar sobre els
-altres, ja que poden accedir als intervals de quantització, als plans abans de
+altres, ja que poden accedir als intervals de quantització, als plans abans
-reescalar-los i a la codificació del color.
+d'interpolar-los i a la codificació del color.
 Considerem la descodificació d'un pla del JPEG, no necessàriament amb el mètode
 convencional. Si al recodificar el pla amb
 les mateixes taules de quantització obtenim la mateixa versió codificada
 que de l'original,
 ponderen els canvis d'intensitat dels plans de color d'acord amb els canvis
 d'intensitat del pla de lluminositat, per a imatges YUV en general. Aquest l'últim l'hem adaptat
 al delmat del JPEG, explicat en detall a l'Apèndix \ref{sec:colorponderat}.
 \chapter{Programari}
-% TODO: Add program captures: cadena de descodificació, algunes imatges
-% analitzades
 Com hem vist a l'apartat anterior, trobem nombrosos articles sobre la millora de
 la descompressió JPEG. Malauradament, no trobem els algorismes implementats en
 cap aplicació popular. GIMP i Adobe
 Photoshop\reg, possiblement els processadors de mapes de bits més populars,
 només suporten la descodificació convencional. A la última versió (6b) de la
-\texttt{libjpeg} tampoc hi trobem res d'especial, tot i que a la documentació
+\texttt{libjpeg} tampoc hi trobem res d'especial. A la seva documentació
 hi trobem una declaració d'intencions per incorporar mètodes de restauració a la
 versió 7, però sembla que el desenvolupament d'aquesta llibreria es va aturar
 precisament a la 6b el 1998.
 Així doncs hem trobat oportú construir una aplicació informàtica que ofereixi
 aconsegueixen recuperacions tan bones com alguns algorismes més lents.
 \item Hem considerat que els exemples d'imatge presentats al mateix article
 ofereixen una bona idea del millor resultat que l'algorisme permet assolir.
 Creiem que
 alguns articles presenten molt poca millora (valorant subjectivament a ull nu)
-com per a tenir-los en compte en una implementació.
+com per a tenir-los en compte a la nostra implementació.
 \item L'algorisme ha de permetre millorar imatges en general. Alguns només
 milloren determinades zones de molt baixes freqüències, o fins i tot només
 serveixen per a dibuixos artificials en comptes de fotografies.
 \item L'efecte de l'algorisme s'ha de caracteritzar per pocs paràmetres, i
 aquests han de tenir una relació monòtona amb els seus efectes.
 combinada amb altres a \cite{queiroz1998} i \cite{kim1999}, i alguns manuals de
 GIMP la recomanen per eliminar part del soroll d'algunes imatges JPEG.
 Si utilitzem les funcions de \emph{salvar el
 pla}, apliquem el filtre amb el GIMP, \emph{el carreguem a la cadena}, i després
 hi apliquem una \emph{projecció sobre l'espai de quantització}, obtenim
-resultats competitius amb altres algorismes, segons el tipus de imatge i el
+resultats competitius amb altres algorismes, segons el tipus d'imatge i el
 tipus de codificació JPEG.
 \section{Escalador dels plans}
 \begin{description}
 \item[entrada] $n$ plans independents, possiblement alguns delmats
 \item[sortida] $n$ plans, tots de la mateixa mida
 \end{description}
 Tal com hem explicat a l'apartat \ref{sec:plans-color}, alguns dels plans de
-color de la imatge poden haver estat delmats abans de codificar independentment
+color de la imatge poden haver estat delmats abans de codificar-los independentment
-els plans (DCT 2D i quantització). La imatge final descodificada ha de tenir
+(DCT 2D i quantització). La imatge final descodificada ha de tenir
 tots els plans de color de la mateixa mida. Per això al descodificar ens cal
 interpolar dels punts dels plans delmats, de manera que obtinguem les seves
 dimensions originals. Cal recordar que el codificador delmarà els plans
 dividint les dimensions originals per un número enter, i els delmats més comuns
 són 4:2:2 i 4:2:0.
 El segon escalador, provinent també de la \texttt{libjpeg}
 (on l'anomenen \emph{fancy upsampler}), interpola
 linealment els punts del pla final a partir de la versió delmada
 descodificada, tot i que
 només funciona pels delmats 4:2:2 i 4:2:0. \revisar{Cal citar on explico la
-notació 4:x:y?}. En el cas de 4:2:2, interpola cada punt final amb els dos punts
+notació 4:x:y?}
+En el cas de 4:2:2, interpola cada punt final amb els dos punts
 més propers del pla delmat.  Hem de recordar que segons l'especificació JFIF
 \cite{jfif}, els plans
 delmats a la meitat en horitzontal, no tindran punts coincidents amb els del pla
 final. Així doncs, obtenim els punts de color per les posicions dels punts de
 lluminositat de la següent manera:
 nostres JPEG a color estaran codificats amb lluminositat-blavor-vermellor, i per
 tant, per a mostrar-los correctament a l'aplicació,
 necessitarem un algorisme convertidor de YCbCr a RGB.
 Les extensions JFIF permeten anotar en quins plans de color s'ha codificat la
-imatge. Per defecte es codifica amb YCbCr,
+imatge. A la \texttt{libjpeg} per defecte es codifica amb YCbCr,
 però també s'hi poden indicar codificacions RGB o CMYK. Nosaltres només hem
 implementat el convertidor YCbCr a RGB, ja que no ens hem trobat imatges que
 utilitzessin altres configuracions de color.
 \chapter{Anàlisi dels mètodes implementats}
 entre aquestes mesures i l'opinió d'individuals. A l'avaluació hi
 prenen part almenys: el contingut de la imatge (persones, dibuixos,
 paisatges), la
 resolució (de quina distància es miraran els punts de la imatge), i
 l'objectiu de la restauració (impressió, postprocessat). Les mesures objectives
-que hem vist no tenen en consideració tots paràmetres, i per tant no ens
+que hem vist no tenen en consideració tots aquests paràmetres, i per tant no ens
-semblen suficients per avaluar útilment els resultats dels algorismes. I en part així
+semblen suficients per avaluar prou útilment els resultats dels algorismes. En
-justifiquem l'existència d'una aplicació informàtica com la que presentem. En
 aquest apartat, quan comparem algorismes, ens referirem a les opinions
 d'uns pocs individus després d'haver escollit manualment tant els algorismes com
 els paràmetres de la cadena de descodificació.
 \section{Plans a molt poca qualitat}
 la llicència GPLv2.}
 per a la interfície
 gràfica. Aquesta tecnologia ens permet publicar una base de codi única per a
 Linux/X-Windows, Macintosh OS X i Microsoft Windows. A més el programa està
 preparat per a ser traduït a diferents idiomes, havent publicat de moment
-l'interfície en català, esperanto i anglès.
+la interfície en català, esperanto i anglès.
 Abans de la publicació del programa, l'hem mostrat a un petit nombre
 d'individus que ens han corroborat consideracions del seu disseny: els
 interessava més comparar les diferents restauracions a cop d'ull, independent
 de qualsevol mesura matemàtica.  I diferents usuaris (amb les seves
 És per això que hem proposat un mètode adaptatiu per a no empitjorar
 aquest tipus de zones. Ens basem en que si suavitzem una
 zona d'altes freqüències, el seu contrast es veurà reduït. Per cada punt de la
 imatge, considerem que si hem
 reduït molt el contrast local respecte la descodificació convencional,
-val més utilitzar el valor del pícsel d'aquesta descodificació simple.
+val més utilitzar el valor del pícsel d'aquesta última.
 Avaluem tota la imatge segons el contrast local per cada punt $i,j$ de la imatge.
 El contrast el valorem segons
 Michelson: \revisar{Ho he tret de la Viquipèdia. Crec que és prou conegut com per
 no citar-ne cap font.}
 \newcommand{\Itext}[1]{I_{\text{#1}}}
 \figuraw{7cm}{co-inter-situats422.pdf}{\label{fig:co-inter-situats422}Diferència entre
 un pla de color delmat co-situat i un d'inter-situat pel cas 4:2:2.}
 \subsection{Delmat 4:2:2}
-Comencem pel cas 4:2:2. El valor de croma del pla delmat, a la
+En el cas 4:2:2 el valor de croma del pla delmat, a la
 codificació, ha estat calculat segons la mitjana aritmètica dels dos punts
 originals més propers.
 Aquest algorisme proposa fer el mateix amb el pla de
 lluminositat, com si el delméssim.
 Del pla delmat anomenem $Y_1$ al punt més proper al nostre punt d'interès,
 la tècnica del cas de 4:2:2, considerem el punt temporal $Y_{o1}$
 i en calculem la
 croma ponderada segons $Y_1$ i $Y_2$ (amb els càlculs pertinents de la
 lluminositat) i $\epsilon_h$.
 Fem el mateix amb el punt $Y_{o2}$, $Y_3$, $Y_4$, i la mateixa $\epsilon_h$.
-Finalment, a partir d'aquestes noves cromes dels punts $Y_o1$ i $Y_o2$, i d'unes
+Finalment, a partir d'aquestes noves cromes dels punts $Y_{o1}$ i $Y_{o2}$, i d'unes
 versions de la lluminositat de $Y_{o1}$
 i $Y_{o2}$ (segons la mitjana dels seus punts
 de lluminositat més propers), fem la ponderació per aconseguir $Y_o$, aquest cop segons un
 paràmetre $\epsilon_v$ també configurable per l'usuari.

changeset 248	e07157da85c9
parent 247	20f497435c50
child 249	1edf85242c71