مجموع الفروق المطلقة

في معالجة الصور الرقمية ، يُعد مجموع الفروق المطلقة ( SAD ) مقياسًا للتشابه بين أجزاء الصورة . ويُحسب بأخذ الفرق المطلق بين كل بكسل في الجزء الأصلي والبكسل المقابل له في الجزء المستخدم للمقارنة. تُجمع هذه الفروق لإنشاء مقياس بسيط لتشابه الأجزاء، وهو معيار L1 لصورة الفرق أو مسافة مانهاتن بين جزئي الصورة.

يمكن استخدام مجموع الفروق المطلقة لأغراض متنوعة، مثل التعرف على الأشياء ، وإنشاء خرائط التباين للصور المجسمة ، وتقدير الحركة لضغط الفيديو .

مثال

يستخدم هذا المثال مجموع الفروق المطلقة لتحديد الجزء الأكثر تشابهًا بين صورة البحث وصورة النموذج. في هذا المثال، يبلغ حجم صورة النموذج 3×3 بكسل، بينما يبلغ حجم صورة البحث 3×5 بكسل. يُمثَّل كل بكسل بعدد صحيح واحد من 0 إلى 9.

صورة بحث عن قالب 2 5 5 2 7 5 8 6 4 0 7 1 7 4 2 7 7 5 9 8 4 6 8 5 

توجد ثلاثة مواقع فريدة فقط داخل صورة البحث حيث يمكن تطبيق القالب: الجانب الأيسر من الصورة، ووسط الصورة، والجانب الأيمن من الصورة. لحساب قيم SAD، تُستخدم القيمة المطلقة للفرق بين كل زوج متناظر من البكسلات: الفرق بين 2 و2 هو 0، وبين 4 و1 هو 3، وبين 7 و8 هو 1، وهكذا.

بحساب قيم الفروق المطلقة لكل بكسل، بالنسبة لمواقع القالب الثلاثة المحتملة، نحصل على ما يلي:

يسار وسط يمين 0 2 0 5 0 3 3 3 1 3 7 3 3 4 5 0 2 0 1 1 3 3 1 1 1 3 4 

لكلٍّ من هذه الأجزاء الثلاثة من الصورة، تُجمع الفروق المطلقة التسعة، ما يُعطي قيم SAD تبلغ 20 و25 و17 على التوالي. ومن هذه القيم، يُمكن التأكيد على أن الجانب الأيمن من صورة البحث هو الأكثر تشابهًا مع الصورة النموذجية، لأنه يمتلك أقل مجموع للفروق المطلقة مقارنةً بالجانبين الآخرين.

مقارنة بالمقاييس الأخرى

التعرف على الأشياء

يُوفّر مجموع الفروق المطلقة طريقةً بسيطةً لأتمتة البحث عن العناصر داخل الصورة، لكنّه قد يكون غير موثوق به بسبب تأثيرات العوامل السياقية كالتغييرات في الإضاءة واللون واتجاه الرؤية والحجم والشكل. يُمكن استخدام مجموع الفروق المطلقة بالتزامن مع طرق أخرى للتعرّف على العناصر، مثل كشف الحواف ، لتحسين موثوقية النتائج.

ضغط الفيديو

يُعدّ مقياس SAD مقياسًا سريعًا للغاية نظرًا لبساطته؛ فهو في الواقع أبسط مقياس ممكن يأخذ في الحسبان كل بكسل في الكتلة. ولذلك، فهو فعّال جدًا في البحث عن الحركة على نطاق واسع في العديد من الكتل المختلفة. كما يتميز SAD بسهولة تنفيذه بالتوازي لأنه يحلل كل بكسل على حدة، مما يجعله سهل التنفيذ باستخدام تعليمات مثل ARM NEON أو x86 SSE2 . على سبيل المثال، يحتوي SSE على تعليمة مجموع الفروق المطلقة المعبأة (PSADBW) خصيصًا لهذا الغرض. بمجرد العثور على الكتل المرشحة، غالبًا ما تُجرى عملية التحسين النهائية لتقدير الحركة باستخدام مقاييس أخرى أبطأ ولكنها أكثر دقة، والتي تراعي الإدراك البشري بشكل أفضل . وتشمل هذه المقاييس مجموع الفروق المطلقة المحولة (SATD)، ومجموع مربعات الفروق (SSD)، وتحسين معدل التشوه .

انظر أيضاً

مراجع

  • إي. جي. ريتشاردسون، إيان (2003). ضغط الفيديو H.264 وMPEG-4: ترميز الفيديو للجيل القادم من الوسائط المتعددة . تشيتشستر: جون وايلي وأولاده المحدودة.