Резервы для уменьшения цифрового потока без ущерба качеству воспроизводимого изображения заключены в специфике видеосигнала, обладающего значительной информационной избыточностью[22]. Существует два типа избыточности:
- статистическая избыточность, связанная с корреляцией и предсказуемостью данных; эта избыточность может быть устранена без потери информации, исходные данные при этом могут быть полностью восстановлены;
- визуальная (субъективная) избыточность, которую можно устранить с частичной потерей данных, мало влияющих на качество воспроизводимых изображений; это — информация, которую можно изъять из изображения, не нарушая визуально воспринимаемое качество изображений.
Статистическая избыточность определяется свойствами изображения, которое обычно описывается законами, устанавливающими определенные связи (корреляцию) как между яркостями отдельных элементов, так и между их цветностями. Особенно велика корреляция между соседними (в пространстве и во времени) элементами изображения.
|
|
В настоящее время усиленно развиваются всё новые методы сжатия цифровых изображений. Их можно классифицировать основываясь на принципе «с потерями видеоинформации/без потерь».
Сжатием без потерь называется процедура, при которой создаваемый сжатый блок содержит меньше битов, чем исходный, но понему возможно однозначное восстановление каждого бита исходного блока [23].
Сжатие с потерями - это две разные процедуры:
- выделение сохраняемой части информации с помощью модели, зависящей от цели сжатия и особенностей источника и приёмника информации;
- собственно сжатие без потерь.
Алгоритмы сжатия без потерь можно подразделить на несколько основных групп:
- вероятностные методы сжатия;
- методы сжатия данных по алгоритму словаря;
- методы кодирования длин серий;
- методы сжатия данных в протоколах MNP и другие.
Уменьшение цифрового потока видеосигнала за счет сокращения статистической и физиологической избыточности в изображении осуществляется с применением более эффективных методов кодирования по сравнению с ИКМ. При большом их многообразии наиболее широко распространены следующие виды эффективного кодирования:
- кодирование с предсказанием;
- кодирование с линейным ортогональным преобразованием;
- взвешенное квантование;
- энтропийное кодирование или кодирование с переменной длиной.
На рисунке 9.3 приведена классификация методов сжатия информации.