Формы представления графической информации. Способы устранения избыточности. Дать характеристику основным форматам графических файлов
Графическая информация может быть представлена в разных форматах, включая растровые (битовые) и векторные изображения.
Рисунок 28 – Структура графической информации
Растровые изображения состоят из пикселей и обычно используются для отображения фотографий и других сложных графиков. К основным форматам относятся JPEG, PNG, GIF и BMP. Эти форматы могут иметь различные уровни сжатия: JPEG применяет сжатие с потерями, тогда как PNG использует сжатие.
Векторные изображения основаны на математических формулах, которые описывают объекты, такие как линии, кривые и фигуры. Это позволяет масштабировать изображения без потери качества. Основные форматы включают SVG, EPS и PDF.
Избыточность в графике можно уменьшить с помощью различных методов сжатия: для растровых изображений используются алгоритмы, такие как JPEG (с потерями) или PNG (без потерь), а для векторных изображений – оптимизация данных, а также удаление лишних точек и путей.
Структура формата jpeg
Формат JPEG (Joint Photographic Experts Group) представляет собой стандарт сжатия изображений с потерями, который широко применяется для фотографий и высококачественной графики.
Структура файла JPEG включает несколько ключевых элементов:
Тег SOF (Start of Frame): включает информацию о структуре изображения, такую как размер, количество компонентов (например, яркость и цвет), используемое сжатие и другие параметры.
Тег DQT (Define Quantization Table): определяет таблицы квантования, которые используются для сжатия. Этот этап критически важен, так как он помогает уменьшить размер данных, удаляя менее заметные глазу детали.
Сжатие (Discrete Cosine Transform, DCT): Изображение делится на блоки размером 8x8 пикселей, каждый из которых подвергается дискретному косинусному преобразованию (DCT). Это преобразование позволяет выделить важные частотные компоненты и устранить избыточную информацию.
Тег SOS (Start of Scan): указывает на начало данных изображения, которые будут сжаты. На этом этапе происходит кодирование DCT-коэффициентов с использованием метода Хаффмана.
Тег EOI (End of Image): завершает файл JPEG и обозначает его конец.
Рисунок 29 – Структура JPEG файла
Формы представления видео информации. Способы устранения избыточности. Дать характеристику основным форматам видео файлов
Каждое видео состоит из последовательности изображений (кадров), каждый из которых представлен как растровое изображение, состоящее из пикселей. Видео является динамичным набором статичных изображений, где кадры показываются с высокой частотой (обычно 24, 30 и 60 кадров в секунду).
Сжатие видео
Для снижения объема данных в видео применяется сжатие как с потерями, так и без потерь. Сжатие с потерями позволяет уменьшить размер файлов, исключая ненужные или едва заметные детали, что критически важно для передачи и хранения видеоинформации.
Интеркадровое сжатие: В этом случае видеофайл сохраняет только различия между кадрами, а не полные кадры. Это значительно уменьшает объем данных, особенно для видео с небольшими изменениями между кадрами. Каждое изображение кодируется отдельно как автономное, например, в формате JPEG, что особенно подходит для видео с незначительными изменениями в кадрах.