Опрос

Какой архиватор наиболее эффективный?:

Новички

Виктор Васильев
Юрий Антонов
Сергей Андреевич
Генадий
Avanasy

Изображения

Всем, кто использует компьютерные программы сжатия информации, хорошо знакомы такие слова, как «zip», «implode», «stuffit», «diet» и «squeeze». Всё это имена программ или названия методов для компрессии компьютерной информации. Перевод этих слов в той или иной степени означает застегивание, уплотнение, набивку или сжатие. Однако обычный, языковый смысл этих слов или их перевод не в полной мере отражают истинную природу того, что происходит с информацией в результате компрессии. На самом деле, при компрессии компьютерной информации ничего не набивается и не ужимается, но лишь удаляется ...

В этом руководстве приводятся многие популярные стандарты и протоколы сжатия, такие как JPEG, MPEG. Изложены как общие идеи и основы теории сжатия информации, так и практические методы с подробным описанием конкретных алгоритмов компрессии различных типов цифровых данных. Общие концепции описываются вполне строго и основываются на четких научных принципах.

Как уже говорилось, MPEG-2 занимается сжатием оцифрованного видео при потоке данных от 3 до 10 Мбит/с. Многое в нем заимствовано из фор­мата CCIR-601. CCIR-601 представляет собой стандарт цифрового видео с размером передаваемого изображения 720x486 при 60 полукадрах в секун­ду. Строки изображения передаются с чередованием, и два полукадра со­ставляют кадр. Этот прием нередко применяют для уменьшения мерцания. Хроматические каналы (U и V в YUV) передаются размером 360x243 60 раз в секунду и также чередуются, уже между собой. Подобное деление называ­ется 4:2:2. Перевод из CCIR-601 в ...

Даже беглый взгляд на этот обобщенный алгоритм позволяет заметить, что он сравнительно легко распараллеливается. Изображение 320x288 со­держит 330 макроблоков, которые можно кодировать и декодировать неза­висимо. Каждый макроблок, в свою очередь, содержит 6 блоков данных для ДКП. Распараллелить ДКП очень важно, так как, не считая поиска векторов смещения, это самая медленная операция. Заметим также, что остальные преобразования легко конвейеризуются. В результате мы получаем парал­лельно-конвейерную схему обработки потока видеоданных.

Достаточно заманчиво выглядит возможность ...

Технология сжатия видео в MPEG распадается на две части: уменьшение избыточности видеоинформации во временном измерении, основанное на том, что соседние кадры, как правило, отличаются несильно, и сжатие от­дельных изображений.

Для того чтобы удовлетворить противоречивым требованиям и увели­чить гибкость алгоритма, рассматривается 4 типа кадров:

■ 1-кадры - кадры, сжатые независимо от других кадров (I-Intra pictures);

■ Р-кадры- сжатые с использованием ссылки на одно изображение (Р-Predicted);

■ В-кадры- сжатые с использованием ссылки на два ...

Для алгоритмов сжатия видео характерны большинство тех же требова­ний приложений, которые предъявляются к алгоритмам сжатия графики, однако есть и определенная специфика:

Произвольный доступ - подразумевает возможность найти и показать любой кадр за ограниченное время. Обеспечивается наличием в потоке дан­ных так называемых точек входа - кадров, сжатых независимо (т. е. как обычное статическое изображение). Приемлемым временем поиска произ­вольного кадра считается 1/2 с.

Быстрый поиск вперед/назад - подразумевает быстрый показ кадров, не следующих друг за другом в ...

Основной сложностью при работе с видео являются большие объемы дискового пространства, необходимого для хранения даже небольших фрагментов. Причем даже применение современных алгоритмов сжатия не изменяет ситуацию кардинально. При записи на один компакт-диск "в бы­товом качестве" на него можно поместить несколько тысяч фотографий, примерно 10 ч музыки и всего полчаса видео. Видео "телевизионного" фор­мата 720x576 пикселов 25 кадров в секунду в системе RGB требует потока данных примерно в 240 Мбит/с (т. е. 1.8 Гб/мин). При этом традиционные алгоритмы сжатия изображений, ориентированные ...

Предполагается, что изображение размера 4x4 уже преобразовано и полученные 16 коэффициентов сохранены в памяти компьютера в виде целых чисел со знаком длины б бит (знаковый бит, за которым следует 5 битов модуля числа). Все они показаны на рис. 4.40 вместе с единственным пространственно ориентированным деревом. Алгоритм кодирования инициализирует список LIP одноэлементным множеством {(1,1)}, список LIS множеством {Р(1,1)}, а список LSP делает пустым. Наибольший коэффициент равен 18, поэтому переменная п равна [l°g2 18J =4. Приведем первые две итерации. Сортировка 1: ...

Множества Т^ создаются и разделяются с помощью специальной структуры данных, которая называется пространственно ориентированным деревом. Эта структура определяется с использованием пространственных соотношений между вейвлетными коэффициентами и различными уровнями пирамиды поддиапазонов. Многочисленные наблюдения показывают, что поддиапазоны каждого уровня пирамиды демонстрируют определенную пространственную симметрию (см. рис. 4.7Ь). Любые пространственные особенности изображения такие, как прямые края, равномерные области, остаются легко различимыми на всех уровнях.

...

1. В чем разница между алгоритмами с потерей информации и без потери информации?

2. Приведите примеры мер потери информации и опишите их недостатки.

3. За счет чего сжимает изображения алгоритм JPEG?

4. В чем заключается идея алгоритма фрактального сжатия?

5. В чем заключается идея рекурсивного (волнового) сжатия?

6. Можно ли применять прием перевода в другое цветовое пространство алгоритма JPEG в других алгоритмах компрессии?

7. Сравните приведенные в этой главе алгоритмы сжатия изображений.