Алгоритм rle (Run Length Encoding)

Изображение рассматривается как последовательность байтов. Одинаковые байты кодируются парой, первый байт (count) — счетчик одинаковых байтов, второй — байтом из кодируемой последовательности. Для отличия счетчика 2 его старших бита устанавливаются равными 1. Это позволяет кодировать последовательности длиной не более 63. Байты изображения со значениями больше 191 кодируются 2 байтами.

Достоинствами метода являются простота и скорость декодирования.

Декодирование происходит следующим образом — для очередного байта осуществляется проверка, установлены ли старшие биты не равными 0, если да, то байт является счетчиком, число повторений равно Сount (сбрасывается старшие биты). Следующий байт переписывается в видео память в Count экземплярах. Если старшие биты байта не установлены, то он переписывается в видеопамять без изменения.

CCITT Group 3, CCITT Group 4

Эти два похожие метода сжатия графических данных работают с однобитными изображениями, сохраненными в цветовой модели Bitmap. Основаны на поиске и исключении из исходного изображения дублирующихся последовательностей данных (как и в предыдущем типе сжатия - RLE). Оба ориентированы на упаковку именно растровой графической информации, так как работают с отдельными рядами пикселей в изображении. Изначально алгоритм был разработан для сжатия данных, передаваемых через факсимильные системы связи (CCITT Group 3), а более совершенная разновидность этого метода архивации данных (CCITT Group 4) подходит для записи монохромных изображений с более высокой степенью сжатия. Как и предыдущий алгоритм, он в основном подходит для сжатия изображений с большими одноцветными областями. Его достоинство - скорость выполнения, а недостаток - в ограничениях при компрессии графических данных (не все данные удается эффективно сжать таким образом). Этот метод - для файлов формата PDF, PostScript и других.

Обрезание хвостов

При форматировании жесткий диск разбивается на области (кластеры). Каждый кластер содержит определенное число секторов по 512 байт. В зависимости от НЖМД кластер содержит 7, 8 или 16 секторов (2, 4 или 8 Кб). Операционная система очень неэкономично управляет ресурсами. Она всегда выделяет для файла целое число кластеров. Если надо сохранить файл размером 1 байт, выделяется 1 кластер размером 8 Кб, причем оставшееся место использовано не будет. По теории вероятности на каждый файл теряется в среднем ½ кластера. (Чтобы проверить потерянное место на диске, надо воспользоваться программой FileSize пакета NortonUtilites).

Программы сжатия данных помогают занять практически все свободное пространство диска, упаковывая и размещая больше данных на неиспользованных участках.

16.4. Сжатие с потерями цветных и полутоновых файлов

Цветные и полутоновые файлы содержат большое количество информации (24 бита на пиксел в цветных и 8 бит на пиксел для черно-белых) и могут весить до нескольких Мб памяти (25 Мб при сканировании цветного изображения (10 т/мм)). Для таких файлов характерно постоянное изменение информации вдоль линии сканирования.

Алгоритмы сжатия с потерями основаны на особенностях цветовой чувствительности человеческого глаза. Глядя на картинку, человек выделяет крупные цветовые пятна, переходы между ними. Но человек может проигнорировать:

мелкие детали,

изменения оттенков,

абсолютную яркость.

Например, глаз человека воспринимает относительную яркость, а не абсолютную. Нточка телевизора не может быть чернее, чем серый цвет выключенного телевизора. Видимый иссиня-черный цвет — не более, чем иллюзия, которая возникает из-за соседства с ним контрастных ярких тонов.

Также можно заметить, что на большой площади изображения изменение цвета и интенсивности часто незначительны (например, для неба). Сжатие по методу RLE позволяет уменьшить размеры файлов в 2-3 раза. Но это не решает полностью проблему, нужны более высокие степени сжатия.