Алгоритмы сжатия изображений

В результате сжатия уменьшается размер изображения, из-за чего уменьшается время передачи изображения по сети и экономится пространство для хранения. Сжатие изображений подразделяют на сжатие с потерями качества и сжатие без потерь. Сжатие уменьшает физический размер изображения, что может потребоваться, если он достаточно велик. Метод сжатия состоит из компрессора и декомпрессора. Компрессор включает в себя математический алгоритм, использованный для уменьшения размера изображения; декомпрессор состоит из информации о том, как реконструировать изображение. При работе с видео чаще всего применяется сжатие с потерями, т.к глаз не в состоянии воспринять потери в изображении при их быстрой смене

1. RLE-сжатие (групповое кодирование). Большая часть растровых изображений, используют RLE-метод сжатия(TIFF, BMP и PCX.). RLE в действительности не сжимает информацию заголовка или цветовую палитру, но сжимает только данные изображения. RLE является методом сжатия без потерь. RLE кодирует данные изображения по строке просмотра за один раз. Оно начинается с первого байта изображения и заканчиваются последним. Имеются два типа проходов, в соответствие с которыми осуществляется сжатие RLE - кодированные и литеральный. Кодированный проход всегда содержит байт для числа пикселов и байт для информации о пикселе. Литеральный проход может содержать пять и более байтов данных. Данный метод сжатия иногда увеличивает размер растрового файла. RLE - метод сжатия является быстрым, простым. Эффективность сжатия зависит от типа данных изображения, подлежащего кодированию. Черно-белые изображения, кодируются хорошо, Сложные изображения, кодируются плохо.

2. LZW — сжатие. Используется форматами TIF и GIF. Предназначен для сжатия неподвижных изображений. LZW сжатие является методом сжатия без потерь. алгоритм, основанный на поиске и замене в исходном файле одинаковых последовательностей данных, для их исключения, и уменьшения размера архива. Данный тип компрессии не вносит искажений в исходный графический файл, и подходит для сжатия растровых данных любого типа. Алгоритм LZW - сжатия уменьшает строку, которая имеет идентичные значения байтов до одного слова кода, а затем сохраняет эту информацию в горизонтальных полосках. Метод сжатия LZW может уменьшить размер изображения до 40%.

3. JPEG был создан в качестве метода сжатия, превосходящего существующие методы. JPEG может сжимать изображения с непрерывными тонами (любое растровое изображение) которые содержат пикселы глубиной 24 бита - с превосходной скоростью и качеством. JPEG является методом сжатия, который теряет данные, которые человеческий глаз не в состоянии воспринять. Он достигает этого путем отбрасывания переходов между цветами. Но переходы между светом и тенью замечаются и не отбрасываются. Т.о. изображение, подвергшееся декомпрессии JPEG, выглядит практически таким же, как и оригинал, хотя не является таковым.

4.CCITT - алгоритм для сжатия факсимальных изображений, метод исп кодир хоффмана (Идея, кодировании Хаффмана, основана на частоте появления символа в последовательности. Символ, который встречается в последовательности чаще всего, получает новый очень маленький код, а символ, который встречается реже всего, получает, наоборот, очень длинный код.). Кодир строк происх независ одной от другой, данные идущие до строки и после нее не оказ на нее влияния. Такой вар наз однонапр или гр 3. Сущ еще гр 4-кодир осущ в 2х напр-кодир предыд строки влияет на текущ. Коэф сжатия для гр 3 1/15, для гр 4- 1/20

5. Фрактальное сжатие. Ученые выяснили, что при разбиении сложной структуры на набор фракталов, можно хранить фрагментарный набор на меньшем пространстве по сравнению с оригинальным объектом. Можно масштабировать изображения без искажений и разрешения.

6. Волновое сжатие. Описывает данные, подлежащие сжатию, в терминах частоты, энергии и тактов, а затем записывает определенные атрибуты изображения. Единственным примером этой технологии сжатия, является HARC-CHARC-C демонстрирует весьма поразительные коэффициенты сжатия, в среднем равные 300:1. HARC-C является методом сжатия без потерь.