Ìåòîäû ñæàòèÿ äàííûõ: Ñæàòèå èçîáðàæåíèé
Ïðèëîæåíèå. Òàáëèöû ñðàâíåíèÿ àëãîðèòìîâ

Ñæàòèå äâóöâåòíîãî èçîáðàæåíèÿ
Èçîáðàæåíèå 1000õ1000õ2 öâåòà 
125.000 áàéò
Òî æå èçîáðàæåíèå ñ âíåñåííûìè â íåãî ïîìåõàìè

Íèæå ïðèâåäåíà ñòåïåíü êîìïðåññèè èçîáðàæåíèé â çàâèñèìîñòè îò ïðèìåíÿåìîãî àëãîðèòìà:


  Àëãîðèòì RLE Àëãîðèòì LZW CCITT
Group 3		 CCITT
Group 4
Áåç ïîìåõ 10,6 (TIFF-CCITT RLE)
6,6 (TIFF-PackBits)
4,9 (PCX)
2,99 (BMP)
2,9 (TGA)		 12 (TIFF-LZW)
10,1 (GIF)		 9,5 (TIFF) 31,2 (TIFF)
Ñ 
ïîìåõàìè		 5 (TIFF-CCITT RLE)
2,49 (TIFF-PackBits)
2,26 (PCX)
1,7 (TGA)
1,69 (BMP)		 5,4 (TIFF-LZW)

5,1 (GIF)

 4,7 (TIFF) 5,12 (TIFF)
Âûâîäû, êîòîðûå ìîæíî ñäåëàòü, àíàëèçèðóÿ äàííóþ òàáëèöó:
  1. Ëó÷øèå ðåçóëüòàòû ïîêàçàë àëãîðèòì, îïòèìèçèðîâàííûé äëÿ ýòîãî êëàññà èçîáðàæåíèé CCITT Group 4 è ìîäèôèêàöèÿ óíèâåðñàëüíîãî àëãîðèòìà LZW.
  2. Äàæå â ðàìêàõ îäíîãî àëãîðèòìà âåëèê ðàçáðîñ çíà÷åíèé àëãîðèòìà êîìïðåññèè. Çàìåòèì, ÷òî ðåàëèçàöèè RLE è LZW äëÿ TIFF ïîêàçàëè çàìåòíî ëó÷øèå ðåçóëüòàòû, ÷åì â äðóãèõ ôîðìàòàõ. Áîëåå òîãî, âî âñåõ êîëîíêàõ âñå âàðèàíòû àëãîðèòìîâ ñæàòèÿ ðåàëèçîâàííûå â ôîðìàòå TIFF ëèäèðóþò.

Ñæàòèå 16-öâåòíîãî èçîáðàæåíèÿ

 

Èçîáðàæåíèå 619õ405õ16 öâåòà 125.350 áàéò
Íèæå ïðèâåäåíà ñòåïåíü êîìïðåññèè èçîáðàæåíèé â çàâèñèìîñòè îò ïðèìåíÿåìîãî àëãîðèòìà:
 
  Àëãîðèòì RLE Àëãîðèòì LZW
Ïåðâîå èçîáðàæåíèå 5,55 (TIFF-PackBits)
5,27 (BMP)
4,8 (TGA)
2,37 (PCX)		 13,2 (GIF)

11 (TIFF-LZW)

Âûâîäû, êîòîðûå ìîæíî ñäåëàòü, àíàëèçèðóÿ äàííóþ òàáëèöó:

Íå ñìîòðÿ íà òî, ÷òî äàííîå èçîáðàæåíèå îòíîñèòñÿ ê êëàññó èçîáðàæåíèé, íà êîòîðûå îðèåíòèðîâàí àëãîðèòì RLE (îòâå÷àåò êðèòåðèÿì “õîðîøåãî” èçîáðàæåíèÿ äëÿ àëãîðèòìà RLE), çàìåòíî ëó÷øèå ðåçóëüòàòû äëÿ íåãî äàåò áîëåå óíèâåðñàëüíûé àëãîðèòì LZW.

Ñæàòèå èçîáðàæåíèÿ â ãðàäàöèÿõ ñåðîãî
Èçîáðàæåíèå 600õ700õ256 ãðàäàöèé ñåðîãî ñðàçó ïîñëå ñêàíèðîâàíèÿ. 420.000 áàéò.
(ñ) À.Àíäðååâ. Ðèñóíîê ê ðîìàíó Ñåðãåÿ Ëóêüÿíåíêî, "Ëàáèðèíò îòðàæåíèé"


Íà ãèñòîãðàììå õîðîøî âèäíû ðàâíîìåðíûå áîëüøèå çíà÷åíèÿ â îáëàñòè òåìíûõ è “ïî÷òè áåëûõ” òîíîâ.
Òî æå èçîáðàæåíèå ñ âûðîâíåííîé ãèñòîãðàììîé ïëîòíîñòè ñåðîãî.
 
 


Ïîñëå âûðàâíèâàíèÿ, ïèêè åñòü òîëüêî â çíà÷åíèÿõ 0 è 255.  èçîáðàæåíèè ïðèñóòñòâóþò äàëåêî íå âñå çíà÷åíèÿ ÿðêîñòè.
  Àëãîðèòì RLE Àëãîðèòì LZW Àëãîðèòì JPEG
Îðèãèíàë 0,99 (TIFF-PackBits)
0,98 (TGA)
0,88 (BMP)
0,74 (PCX)		 0,976 (TIFF-LZW)
0,972 (GIF)		 7,8 (JPEG q=10)

3,7 (JPEG q=30)

2,14 (JPEG q=100)
Ïîñëå 
îáðàáîòêè		 2,86 (TIFF-PackBits)
2,8 (TGA)
0,89 (BMP)
0,765 (PCX)		 3,02 (TIFF-LZW)
0,975 (GIF)*		 6,9 (JPEG q=10)

3,7 (JPEG q=30)

2,4 (JPEG q=100)
* Äëÿ ôîðìàòà GIF â ýòîì ñëó÷àå ìîæíî ïîëó÷èòü èçîáðàæåíèå ìåíüøåãî ðàçìåðà èñïîëüçóÿ äîïîëíèòåëüíûå ïàðàìåòðû. Âûâîäû, êîòîðûå ìîæíî ñäåëàòü àíàëèçèðóÿ òàáëèöó:
  1. Ëó÷øèå ðåçóëüòàòû ïîêàçàë àëãîðèòì ñæàòèÿ ñ ïîòåðåé èíôîðìàöèè. Äëÿ îðèãèíàëüíîãî èçîáðàæåíèÿ òîëüêî JPEG ñìîã óìåíüøèòü ôàéë. Çàìåòèì, ÷òî óâåëè÷åíèå êîíòðàñòíîñòè óìåíüøèëî ñòåïåíü êîìïðåññèè ïðè ìàêñèìàëüíîì ñæàòèè — âðîæäåííîå ñâîéñòâî JPEG.
  2. Ðåàëèçàöèè RLE è LZW äëÿ TIFF îïÿòü ïîêàçàëè çàìåòíî ëó÷øèå ðåçóëüòàòû, ÷åì â äðóãèõ ôîðìàòàõ. Ñòåïåíü ñæàòèÿ äëÿ íèõ ïîñëå îáðàáîòêè èçîáðàæåíèÿ âîçðîñëà â 3 ðàçà(!).  òî âðåìÿ, êàê GIF, PCX è BMP è â ýòîì ñëó÷àå óâåëè÷èëè ðàçìåð ôàéëà.

Ñæàòèå ïîëíîöâåòíîãî èçîáðàæåíèÿ


Èçîáðàæåíèå 320õ320õRGB — 307.200 áàéò

Íèæå ïðèâåäåíà ñòåïåíü êîìïðåññèè èçîáðàæåíèé â çàâèñèìîñòè îò ïðèìåíÿåìîãî àëãîðèòìà:

  Àëãîðèòì RLE Àëãîðèòì LZW Àëãîðèòì JPEG
Ïåðâîå 
èçîáðàæåíèå		 1,046 (TGA)
1,037 (TIFF-PackBits)		 1,12 (TIFF-LZW)

4,65 (GIF) 
Ñ ïîòåðÿìè! Èçîáðàæåíèå â 256 öâåòàõ

 47,2 (JPEG q=10)

23,98 (JPEG q=30)

11,5 (JPEG q=100)

Âûâîäû, êîòîðûå ìîæíî ñäåëàòü, àíàëèçèðóÿ òàáëèöó:

  1. Àëãîðèòì JPEG ïðè âèçóàëüíî íàìíîãî ìåíüøèõ ïîòåðÿõ (q=100) ñæàë èçîáðàæåíèå â 2 ðàçà ñèëüíåå, ÷åì LZW ñ èñïîëüçîâàíèåì ïåðåâîäà â èçîáðàæåíèå ñ ïàëèòðîé.
  2. Àëãîðèòì LZW, ïðèìåíåííûé ê 24-áèòíîìó èçîáðàæåíèþ ïðàêòè÷åñêè íà äàåò ñæàòèÿ.
  3. Ìèíèìàëüíîå ñæàòèå, ïîëó÷åííîå àëãîðèòìîì RLE ìîæíî îáúÿñíèòü òåì, ÷òî èçîáðàæåíèå â íèæíåé ÷àñòè èìååò ñðàâíèòåëüíî áîëüøóþ îáëàñòü îäíîðîäíîãî áåëîãî öâåòà (ïîëó÷åííóþ ïîñëå îáðàáîòêè èçîáðàæåíèÿ).

Ñæàòèå ïîëíîöâåòíîãî èçîáðàæåíèÿ â 100 ðàç

 

 

320õ320õRGB — 307.200 áàéò

Ñæàòèå â 100 ðàç JPEG (3.08Êb) 

Ñæàòèå â 100 ðàç (3.04Êb) 
ôðàêòàëüíûì àëãîðèòìîì

Ñæàòèå â 100 ðàç (3.04Êb) wavelet àëãîðèòìîì
(ÈÇÎÁÐÀÆÅÍÈß ÄËß WWW-âàðèàíòà ëåêöèé ÏÅÐÅÂÅÄÅÍÛ Â JPEG õîòü è ìàêñèìàëüíûì êà÷åñòâîì, íî ñ ïîòåðÿìè)

Íà äàííîì ïðèìåðå õîðîøî âèäíî, ÷òî ïðè âûñîêèõ ñòåïåíÿõ êîìïðåññèè àëãîðèòì JPEG îêàçûâàåòñÿ ïîëíîñòüþ íåêîíêóðåíòîñïîñîáíûì. Òàêæå õîðîøî âèäíû àðòåôàêòû, âíîñèìûå â èçîáðàæåíèå âñåìè àëãîðèòìàìè.

Êà÷åñòâî èçîáðàæåíèÿ äëÿ ôðàêòàëüíîãî àëãîðèòìà âèçóàëüíî íåñêîëüêî íèæå, îäíàêî äëÿ íåãî íå èñïîëüçóåòñÿ ïîñòîáðàáîòêà èçîáðàæåíèÿ (äîñòàòî÷íî “ðàçóìíîå” ñãëàæèâàíèå), èç-çà êîòîðîãî ó âîëíîâîãî àëãîðèòìà ðàçìûâàþòñÿ ìåëêèå äåòàëè èçîáðàæåíèÿ.

Âû ìîæåòå íå ïîðòèòü ãëàçà (è ñäåëàòü ïðèÿòíîå àâòîðàì), åñëè êóïèòå áóìàæíûé âàðèàíò êíèãè! Çàêàçàòü åãî ìîæíî, íàïðèìåð, â ìàãàçèíå Îçîí.
Êíèãà â ôîðìàòå PDF (Acrobat Reader): Âíèìàíèå! Âûëîæåííûé íà ñòðàíèöå HTML âàðèàíò ðàçäåëà 2 íå ïîëíîñòüþ ñîîòâåòñòâóåò òåêñòó êíèãè. Ïî âîçìîæíîñòè ïîëüçóéòåñü PDF âàðèàíòîì.

Îáíàðóæåííûå îøèáêè
Ðàçäåë 1. ÌÅÒÎÄÛ ÑÆÀÒÈß ÁÅÇ ÏÎÒÅÐÜ
  • Ãëàâà 1. Êîäèðîâàíèå èñòî÷íèêîâ äàííûõ áåç ïàìÿòè
    • Ðàçäåëåíèå ìàíòèññ è ýêñïîíåíò
    • Êàíîíè÷åñêèé àëãîðèòì Õàôôìàíà
    • Àðèôìåòè÷åñêîå ñæàòèå
    • Íóìåðóþùåå êîäèðîâàíèå
    • Âåêòîðíîå êâàíòîâàíèå
  • Ãëàâà 2. Êîäèðîâàíèå èñòî÷íèêîâ äàííûõ òèïà "àíàëîãîâûé ñèãíàë"
    • Ëèíåéíî-ïðåäñêàçûâàþùåå êîäèðîâàíèå
    • Ñóáïîëîñíîå êîäèðîâàíèå
  • Ãëàâà 3. Ñëîâàðíûå ìåòîäû ñæàòèÿ äàííûõ
    • Èäåÿ ñëîâàðíûõ ìåòîäîâ
    • Êëàññè÷åñêèå àëãîðèòìû Çèâà-Ëåìïåëà
    • Äðóãèå àëãîðèòìû LZ
    • Ôîðìàò Deflate
    • Ïóòè óëó÷øåíèÿ ñæàòèÿ äëÿ ìåòîäîâ LZ
    • Àðõèâàòîðû è êîìïðåññîðû, èñïîëüçóþùèå àëãîðèòìû LZ
    • Âîïðîñû äëÿ ñàìîïðîâåðêè
    • Ëèòåðàòóðà
    • Ñïèñîê àðõèâàòîðîâ è êîìïðåññîðîâ
  • Ãëàâà 4. Ìåòîäû êîíòåêñòíîãî ìîäåëèðîâàíèÿ
    • Êëàññèôèêàöèÿ ñòðàòåãèé ìîäåëèðîâàíèÿ
    • Êîíòåêñòíîå ìîäåëèðîâàíèå
    • Àëãîðèòìû PPM
    • Îöåíêà âåðîÿòíîñòè óõîäà
    • Îáíîâëåíèå ñ÷åò÷èêîâ ñèìâîëîâ
    • Ïîâûøåíèå òî÷íîñòè îöåíîê â êîíòåêñòíûõ ìîäåëÿõ âûñîêèõ ïîðÿäêîâ
    • Ðàçëè÷íûå ñïîñîáû ïîâûøåíèÿ òî÷íîñòè ïðåäñêàçàíèÿ
    • PPM è PPM*
    • Äîñòîèíñòâà è íåäîñòàòêè PPM
    • Êîìïðåññîðû è àðõèâàòîðû, èñïîëüçóþùèå êîíòåêñòíîå ìîäåëèðîâàíèå
    • Îáçîð êëàññè÷åñêèõ àëãîðèòìîâ êîíòåêñòíîãî ìîäåëèðîâàíèÿ
    • Ñðàâíåíèå àëãîðèòìîâ êîíòåêñòíîãî ìîäåëèðîâàíèÿ
    • Äðóãèå ìåòîäû êîíòåêñòíîãî ìîäåëèðîâàíèÿ
    • Âîïðîñû äëÿ ñàìîïðîâåðêè
    • Ëèòåðàòóðà
    • Ñïèñîê àðõèâàòîðîâ è êîìïðåññîðîâ
  • Ãëàâà 5. Ïðåîáðàçîâàíèå Áàððîóçà-Óèëåðà
    • Ââåäåíèå
    • Ïðåîáðàçîâàíèå Áàððîóçà-Óèëåðà
    • Ìåòîäû, èñïîëüçóåìûå ñîâìåñòíî ñ BWT
    • Ñïîñîáû ñæàòèÿ ïðåîáðàçîâàííûõ ñ ïîìîùüþ BWT äàííûõ
    • Ñîðòèðîâêà, èñïîëüçóåìàÿ â BWT
    • Àðõèâàòîðû, èñïîëüçóþùèå BWT è ST
    • Çàêëþ÷åíèå
    • Ëèòåðàòóðà
  • Ãëàâà 6. Îáîáùåííûå ìåòîäû ñîðòèðóþùèõ ïðåîáðàçîâàíèé
    • Ñîðòèðîâêà ïàðàëëåëüíûõ áëîêîâ
    • Ôðàãìåíòèðîâàíèå
  • Ãëàâà 7. Ïðåäâàðèòåëüíàÿ îáðàáîòêà äàííûõ
    • Ïðåïðîöåññèíã òåêñòîâ
    • Ïðåïðîöåññèíã íåòåêñòîâûõ äàííûõ
    • Âîïðîñû äëÿ ñàìîïðîâåðêè
    • Ëèòåðàòóðà
    • Âûáîð ìåòîäà ñæàòèÿ
Ðàçäåë 2. ÌÅÒÎÄÛ ÑÆÀÒÈß ÈÇÎÁÐÀÆÅÍÈÉ Ðàçäåë 3. ÌÅÒÎÄÛ ÑÆÀÒÈß ÂÈÄÅÎÄÀÍÍÛÕ
  • Ãëàâà 1. Ââåäåíèå
    • Îñíîâíûå ïîíÿòèÿ
    • Òðåáîâàíèÿ ïðèëîæåíèé ê àëãîðèòìó
    • Îïðåäåëåíèå òðåáîâàíèé
    • Îáçîð ñòàíäàðòîâ
  • Ãëàâà 2. Áàçîâûå òåõíîëîãèè ñæàòèÿ âèäåî
    • Îïèñàíèå àëãîðèòìà êîìïðåññèè
    • Îáùàÿ ñõåìà àëãîðèòìà
    • Èñïîëüçîâàíèå âåêòîðîâ ñìåùåíèé áëîêîâ
    • Âîçìîæíîñòè ïî ðàñïàðàëëåëèâàíèþ
    • Äðóãèå ïóòè ïîâûøåíèÿ ñòåïåíè ñæàòèÿ
  • Ãëàâà 3. Ñòàíäàðòû ñæàòèÿ âèäåî
    • Motion-JPEG
    • MPEG-1
    • H.261
    • H.263
    • MPEG-2
    • MPEG-4
    • Ñðàâíåíèå ñòàíäàðòîâ
    • Âîïðîñû äëÿ ñàìîïðîâåðêè
  • Ëèòåðàòóðà
  • Ññûëêè íà ïðîãðàììû è ðåàëèçàöèè àëãîðèòìîâ
  • Óêàçàòåëü òåðìèíîâ
Âû ìîæåòå íå ïîðòèòü ãëàçà (è ñäåëàòü ïðèÿòíîå àâòîðàì), åñëè êóïèòå áóìàæíûé âàðèàíò êíèãè! Çàêàçàòü åãî ìîæíî, íàïðèìåð, â ìàãàçèíå Îçîí.
Êíèãà â ôîðìàòå PDF (Acrobat Reader): Âíèìàíèå! Âûëîæåííûé íà ñòðàíèöå HTML âàðèàíò ðàçäåëà 2 íå ïîëíîñòüþ ñîîòâåòñòâóåò òåêñòó êíèãè. Ïî âîçìîæíîñòè ïîëüçóéòåñü PDF âàðèàíòîì.

Îáíàðóæåííûå îøèáêè