Mjukvarurealiserad bildtelefoni - Umeå universitet

Spektral redundans
På grund av hur det mänskliga ögat (och därför även dagens bildskärmar) är konstruerat så brukar
bilder vanligen representeras som matriser av pixlar med färgvärden uttryckt i RGB komponenter.
Detta medför den tekniska fördelen att bildskärmarna då kan använda pixelvärdet för varje färgkanal
som ett intensitetsvärde för hur starkt det skall belysa varje pixel på skärmen. Det finns dock
ett flertal andra färgrymder som representerar bildinformation på andra, mer lämpliga för den
aktuella tillämpningen, vis. För kompression av färgbilder (bland annat för television) har det
tagits fram ett flertal standarder där alternativa färgrepresentationer som är mer lämpliga för
kompressionstillämpningar har valts. Exempel på sådana färgrymder är HSL, HSI, YUV, YIQ och
YCbCr. I dessa färgrymder bestäms färger i termer av ljusintensitet (svart–vit komponenten i
dagens television), luminans (eller färgstyrka) och kromatisitet (eller färgdjup). Fördelen inom
komprimering med detta beror på att det mänskliga ögat är betydligt bättre på att uppfatta
skiftningar i ljusintensitet än skillnader i färgkomponenter (det finns ca hundra miljoner tappar mot
bara ca fem miljoner stavar i mänskliga ögon), vilket kan utgöra en källa för redundans i bilddata.
Speciellt är det mänskliga ögat relativt okänsligt för förändringar i färger, varför färgkomponenterna
med fördel kan trunkeras med variansmetoder (vilka då filtrerar bort de högfrekventa
koefficienterna). Ett vanligt schema för kodning av färgbilder brukar vara 4:1:1, d.v.s.
att fyra gånger mer intensitetsinformation än färginformation sparas. Med andra ord är det möjligt
att på grund av det mänskliga ögats konstruktion komprimera färgsignalerna mer än intensitetssignalen
utan att den mänskliga slutanvändaren märker det. Det är även möjligt att hårdare komprimera
färgkomponenten i bilder utan att orsaka alltför kraftiga matematiska fel, kraftigare
kompression än 4:1:1 tenderar dock att påverka den subjektiva upplevelsen av bilden negativt.
Figur 11. MSE som funktion av kompressionsgrad för olika färgkodningsscheman.
Bild Lena, blockdimension 16, trunkerad efter magnitud
46