Joomla Software solutions Template

Payday loan

Компресия на цифрови изображения

Алгоритмите за свиване на цифрови изображения е едно от бурно развиващите се направления за развитие на  машинната графика. Необходимостта и възможностите за развитието на това направление се обуславя от следните характерни особености на цифровите изображения:

1. Изображенията изискват наличие на значително по-големи обеми от памет за съхранение  в сравнение с текстовете. Например илюстрация със средно качество с размер 500Х800 точки заема 1.2 Мб памет – толкова колкото художествена книга от 400 страници стандартен текст (60 знака на ред и 42 реда на страница) Тази особеност на изображението налага актуалността на алгоритмите за компресия на цифровите изображения.
2. Втората особеност на изображенията се характеризира с това, че човешкото зрение при анализ на изображенията оперира с контурите, общите изменения на цветовете и е нечувствително към малките изменения в изображението. Това позволява да бъдат използувани такива схеми на компресия, при които благодарение на това, че декомпресираното изображение не се явява точно възстановяване на оригинала, но това остава незабележимо за човешкото  око. Тази особеност на човешкото зрение позволява да се създадат специални алгоритми за свиване (компресия), предназначени специално за изображения, в отличие от тези за компресия на текст например. Тези алгоритми позволяват голяма степен на свиване с незначителни от гледна точка на човешкото зрение загуби.
3. Лесно може да се забележи, че изображението за разлика от текста притежава свръх информация в две измерения. По хоризонтала и по вертикала по отношение на близките по положение и цвят съседни точки. Освен това в алгоритмите за компресия може да се използува и подобието между цветовите плоскости (матрици) R,G и B, което позволява постигане на още по-голяма ефективност. Т.е при създаване на алгоритмите за компресиране се използуват и структурните особености на изображенията.

Към настоящия момент съществуват най-малко три семейства алгоритми, които са създадени изключително за компресиране на изображения. Преценката на това, кой от тези основни алгоритми, т.е. методи за компресия е най-подходящ зависи от отговора на следните ътри важни въпроса:

-                                  приложими критерии за сравняване на алгоритмите;

-                                  какви класове изображения от гледна точка на възможностите за тяхната компресия съществуват;

-                                  за какви задачи се използуват алгоритмите за компресия и какви са специфичните изисквания към тях.

Критерии за сравнение на алгоритмите

-                                  степен на компресия – различава се лоша, средна и отлична степен на компресия.

-                                  приложим клас на изображение – това е класът изображение към което конкретният алгоритъм дава най-добри рзултати;

-                                  симетричност – това е съотношение между ресурсоемкостта на алгоритъма при етап кодиране и и обратния процес - декодиране на изображението.

-                                  Съществува ли загуба на качество или не  и ак

то е налице, за сметка на какъв процент свиване на информацията. При много от алгоритмите за свиване със загуба е възможно да се настройват параметрите на свиване с оглед допустими изисквания за загуби.

Класове изображения от гледна точка на възможностите за компресия

Клас 1. Изображения с малко количество цветове (4-16) и наличие на големи области запълнени с един цвят.

Клас 2. Изображения с плавен преход на цветовете създадени на компютър – графики, презентации, модели на технически устройства – части, разрези технологични процеси и др.

Клас 3. Фотореалистични изображения – сканирани фотографии

Клас 4. Фотореалистични изображения съвместени с делова графика  - например рекламни пана.

Изисквания на задачите към алгоритмите за компресия

Изхождайки от предяваваните изисквания могат да бъдат формулирани три класа приложни задачи изискващи алгоритми за архивиране и разархивиране на изображения:

Клас 1. Високи изисквания към времето  за архивиране и разархивиране. Тогава когато е необходимо да се съхранява много голямо количество изображения и се налага търсене на опрдеделно или определени изображения – например при издателите на вестници и др.

Клас 2. Високи изисквания към степента на компресия и времето за разархивиране Например справочници и енциклопедии записани на CD-ROM. За този клас приложения се изисква асиметричност по време на алгоритъма за компресия.

Клас 3. Много високи изисквания към степента на компресия Рзпространение на изображения по Интернет.

Изисквания на конкретните приложения към алгоритмите за компресия

1. Висока степен на компресия;
2. Високо качество на изображението;
3. Висока скорост на компресия;
4. Висока скорост на декомпресия;
5. Лесно мащабиране на изображението;
6. Възможност за показване на грубо ( с ниско разрешение) изображение използувайки само началото на файла (preview);
7. Устойчивост към грешки – при предаване по линии за свръзка – прекъсванията да не оказват влияние на данните получени след прекъсването на връзката
8. Редактируемост – да не се влошава значително изображението при няколко последователни итерации на архивиране, дезархивиране с редакци и последващо архивиране;
9. Не скъпа апаратна и ефективна програмна реализация.