Сжатие изображений. Лекция 4

Содержание

Слайд 2

План Особенности графики объем изображений, отличия от текстовой информации принцип сжатия

План

Особенности графики
объем изображений,
отличия от текстовой информации
принцип сжатия изображений
типы изображений
Подходы к

сжатию изображений
Метрика сжатия изображения
Слайд 3

Объем изображений Цвет 1 пикселя кодируется 24 бит числом (по 8

Объем изображений

Цвет 1 пикселя кодируется 24 бит числом (по 8 бит

на RGB)
Изображение 512х512 пикселя = 786432 байта.
НО! Можно сжимать с потерями -)
Слайд 4

Отличия от текстовой информации Размерность. Текст – 1 измерение, изображение –

Отличия от текстовой информации

Размерность. Текст – 1 измерение, изображение – 2.
Количество

соседей. Изображение – 8
Текст представлен небольшим алфавитом, изображение – более 16 млн различных пикселей
Есть алгоритмы, выделяющие неважную часть информации из изображения
Слайд 5

Принцип сжатия изображений Если случайно выбрать пиксель изображения, то с большой

Принцип сжатия изображений

Если случайно выбрать пиксель изображения, то с большой вероятностью

ближайшие к нему пикселы будут иметь тот же или близкий цвет.
Основа сжатия – пространственная избыточность – сильная корреляция соседних пикселов
Слайд 6

Типы изображений Двухуровневое (или монохроматическое) изображение. Пиксели 0 или 1. Полутоновое

Типы изображений

Двухуровневое (или монохроматическое) изображение. Пиксели 0 или 1.
Полутоновое изображение. Градации

серого, кодируются от 0 до 2^n-1
Цветное изображение
Изображение с непрерывным тоном. Этот тип изображений может иметь много похожих цветов (или полутонов).
Дискретно-тоновое изображение (оно еще называется синтетическим). Почти нет переходных тонов, очень контрастно.
Изображения, подобные мультфильмам. Это цветные изображения, в которых присутствуют большие области одного цвета.
Слайд 7

Подходы к сжатию изображений. Подход 1. Двухуровневое изображение Рассматривается n последовательных

Подходы к сжатию изображений. Подход 1. Двухуровневое изображение

Рассматривается n последовательных соседей

текущего пиксела и представляет их в виде n-битного числа. Это число называется контекстом пиксела.
Кодер вычисляет сколько раз встречался каждый контекст для пиксела цвета с и присваивает контекстам соответствующие вероятности р. Если текущий пиксель имеет цвет с и его контекст имеет вероятность р, то кодер может использовать адаптивное арифметическое кодирование для кодирования пиксела с этой вероятностью. Такой подход использован в методе JBIG
Слайд 8

Подходы к сжатию изображений. Подход 2. Полутоновое изображение Вычисляется среднее значение

Подходы к сжатию изображений. Подход 2. Полутоновое изображение

Вычисляется среднее значение величин

соседних пикселей А.
Делается предсказание, что пиксель Р будет равен А.
Тогда избыточность для Р будет Δ=Р-А
Разности Δ присваивается код переменной длины (часто встречающимся значениям – короткий код, редко – длинный)
Слайд 9

Подходы к сжатию изображений. Подход 3. Цветное изображение Сделать преобразование пикселов и кодировать преобразованные значения

Подходы к сжатию изображений. Подход 3. Цветное изображение

Сделать преобразование пикселов и

кодировать преобразованные значения
Слайд 10

Подходы к сжатию изображений. Подход 4. Цветное изображение Первоначальное изображение разделяется

Подходы к сжатию изображений. Подход 4. Цветное изображение

Первоначальное изображение разделяется на

3 полутоновых (по числу каналов) и идет их независимое сжатие
Слайд 11

Подходы к сжатию изображений. Подход 5. Дискретно-тоновое изображение В изображении ищется

Подходы к сжатию изображений. Подход 5. Дискретно-тоновое изображение

В изображении ищется повторяющиеся

участки и при встрече уже ранее записанного участка изображения, записывается ссылка на него.
Слайд 12

Метрики сжатия PSNR (peak signal to noise ratio) - пиковое отношение

Метрики сжатия

PSNR (peak signal to noise ratio) - пиковое отношение сигнал/шум,

децибелы дБ
P-пикселы исходного изображения
Q- пикселы восстановленного изображения