41 Кодирование по алгоритму Хаффмана.

Международный консультативный комитет по телефонии и телеграфии (CCITT) разработал серию протоколов для факсимильной передачи изображений. Эти протоколы основываются на алгоритме, предложенном Д. Хаффменом в 1952г., и используются для обработки черно-белых изображений.

Метод Хаффмена строит таблицы кодов, базирующихся на частоте повторения элементов. Чем чаще встречается тот или иной элемент, тем короче будет заменяющий его код.

Степень сжатия 2:1 и 3:1.

По алгоритму Хаффмена для сжатия файла необходимо прочитать его полностью и подсчитать сколько раз встречается каждый элемент, подлежащий кодированию.

//Этот алгоритм разрабатывался для факсовых передач черно-белых изображений передачи данных. Также называется кодирование по алгоритму Хаффмана.

Он является неадаптивным, то есть не настраивается для кодирования каждого реестра оптимальным образом , используется фиксирование таблицы кодовых значений , которые были выбраны заранее для представления данных в степень сжатия по этим алгоритмам 5:1-8:1.

Кодирование:

Кодировщик определяет длину пиксельных групп в строке развертке и выводит двоичное кодовое слово, представляющее длину и цвет группы . Кодированное слова берутся из таблицы значений представляемых группами белых и черных пикселей. Двоичное кодовое слово по этому алгоритму бывает переменной длины. Размер каждого слова определяется на основе статистически усредненной частоты черно-белых групп, появляется в течение печатных документов. Длины групп, встречающиеся наиболее часто, присваивается наименьшее кодированное слово , чем длины групп, которые появляются менее часто.//

31 Фрактальное сжатие

Фрактал – это объект, отдельные элементы которого наследуют свойства родительских структур.

Фрактальные объекты – дерево, снежинка. Фрактал – это та структура, кот. состоит из подобных форм и рисунков и встречается в различных размерах. Термин “фрактал” применил Мандельброт в 1975 г. Фракталы описываются математически и создаются с помощью очень простых алгоритмов.

y = x2 + c.Если сделать копию небольшого участка растрового изо-я и сравнить ее с др. участками этого изо-я, то обнаружится несколько областей почти совпадающих по внешнему виду с данной копией. Если изменить копию путем масштабирования, поворотом или др. операцией, то она станет похожа еще на большее количество объектов. Обнаружив совпадение созд. математическое описание данной копии, обработав т.о. всю поверхность получится система матем. уравнений наз-ых фрактальными кодами. Различия между векторной и фрак. графикой состоит в том что фрак. описания получаются из реальных рисунков присутствующих в реал. объектах, т.к. векторные объекты – это искусственные структуры. Фрактальное кодирование (фк) используется для преобразования растровых изо-й во фрак-ые коды. ФК основано на том, что все естественные и мн –во искус-ых объектов содержат избыточ-ю инфо в виде одинаковых повторяющихся рисунков, т.е. фракталов. Процесс ФК треб-ет огромного кол-ва вычислений. Для поиска фрактального рисунка и изо-я необх-мы млн. и даже млрд. итераций. Кодирование – очень сложный процесс, декодирование – простой.

Отношение времени архивации ко времени разархивации, т.е. коэф-т симметричности для фрактального алгоритма колеблется в пределах десятков тысяч. Коэф-т сжатия у фрак-х алгоритмов колеблется от 2 до 200. большие коэф-ты достигаются на реальных изо-ях.

В процессе преоб-я раст. изо-ий во фрак-ые коды реализ-ся 2 огромных преимущества:

1) возможность масштабировать фрактальные изо-я.

2) размер физич. данных используемых для записи фрак-ых кодов до 200 раз меньше своего растрового оригинала.

Фрактальное сжатие обязательно сопровождается потерями, т.к. оно не предусматривает точного поиска соответствия фракталов. Ищется наилучшее соответствие на основе параметров сжатия. Этими параметрами можно управлять доводя изо-е до того состояния в кот. оно визуально не имеет потерь. Фрактальное сжатие примен-ся в БД изо-й. наиболее известные фрактальные пакеты Fractal и Fractal Transform.

42 сжатие с потерями Jpeg.

Сжатие с потерями, но сильное (20:1 – 25:1)

Jpg не является алгоритмом .Это целый набор методов сжатия.

В процессе кодирования отбрасывается та информация , которую трудно заметить визуально .

Jpg разрабатывался для уменьшения (сжатия) цветных и полутоновых фото изображений, телезаставок и др.сложной графики. Используется для сжатия видео внутри стандарта mpeg.

Объём зависит от содержимого изображения . Степень сжатия составляет 25:1 без заметной потери качества. Ничего не остается от исходного файла. Пользователь регулирует качество jpg , используя его параметр Q фактор – установка качества изменяется от1 до 100 при Q=1 создается изображение самого маленького размера и плохого качества при Q=100 наилучшее качество при большом размере.

Начальное Q=75 , если качество нормальное понижается Q, если нет – наоборот.

Алгоритм Jpeg.

Он основан на схеме кодирования с помощью дискретных косинус преобразований (Дкп.

Дкп всегда с потерями, но обеспечивает высокую степень сжатия при минимальных потерях.

Схема Jpeg , используется только при сжатии многоцветных изображений в которых различие между соседними пиксельными значениями незначительно. Пиксельная глубина >=5 битов на цветовой канал : 65000 цветов.