Сжатие с потерями (lossy compression)

Один из способов решения проблемы с помехами - использование сжатия с потерями (LOSSY COMPRESSION). Этот метод основан на том, что для лучшего сжатия некоторыми данными пренебрегают. Задача состоит в том, чтобы отбросить те данные, которые не влияют на внешний вид изображения, но мешают увеличить степень сжатия. Можно на это посмотреть и с другой стороны. Способ, при котором изображение задается попиксельно, плохо согласуется с системой зрительного восприятия человека. Сетчатка человеческого глаза имеет несколько нейронных уровней, которые, по существу, предварительно обрабатывают изображение, увиденное глазами, преобразовывая данные изображения в форму, легко воспринимаемую мозгом. При этом часть данных теряется. Так как эти данные отбрасываются вашими глазами до того, как вы "увидите" изображение, наверное нет необходимости загромождать ими жесткий диск.

JPEG представляет собой один из лучших методов сжатия с потерями. Он основывается на том, что человеческий глаз более чувствителен к изменению яркости, а не цвета, и к градации цвета, а не резкому его изменению. JPEG в основном оперирует информацией о яркости, опуская некоторые данные о цвете, и вместо резкого изменения цвета поддерживает плавные переходы. В результате формат JPEG очень эффективен для сжатия фотографических изображений, но вызывает заметные искажения четких очертаний многих контурных рисунков (в которых важна резкая смена цвета). Работа формата JPEG впечатляет, однако он не может заменить разработанные для других типов изображений способы сжатия "без потерь".

GIF

Graphics Interchange Format (GIF) компьютерной информационной службы CompuServe - один из наиболее широко используемых графических форматов файлов. Сейчас он используется почти на всех платформах и является стандартным форматом изображений в World Wide Web. Разработанный в 1987 году, он по ряду причин отодвинул на второй план такие форматы, как MacPaint и PCX. Во-первых, GIF предназначался для работы на многих платформах. Он в явном виде включал всю информацию, необходимую для вывода изображений на экран, и пренебрегал теми данными, которые могут быть полезны лишь для небольшого количества систем. Во-вторых, GIF использовал мощный алгоритм сжатия (LZW) с бесплатными реализациями (программа compress Unix). Кроме того, компьютерная информационная служба CompuServe немало способствовала развитию программ просмотра изображений формата GIF и трансляторов для многих систем.

Формат GIF служба CompuServe рассчитывала использовать для вполне определенных целей. В группы по интересам Special Interest Groups (SIG) службы CompuServe входили люди, имеющие самые разнообразные компьютерные системы. Им потребовался формат для хранения цветных графических изображений, который можно было бы использовать на самых разных системах. Кроме того, служба CompuServe хотела иметь формат, который позволял бы во время получения данных сразу же выводить их на экран.

Взгляд на GIF Имя: GIF, Graphics Interchange Format Расширения: .gif Используется для: обмена 8-разрядной графикой

Ни один из существующих в то время форматов не отвечал этим требованиям. Популярные графические форматы многих систем поддерживали разрешение и глубину цвета (например, 320ґ200 с 16 цветами), соответствующее данной компьютерной системе. Кроме того, многие графические форматы либо не использовали сжатие вовсе, либо использовали простую технику группового кодирования, которая обеспечивает лишь незначительное сжатие данных.

В свою очередь GIF поддерживал все разрешения до 65,536ґ65,536 и те значения глубины цвета, которые лежали в диапазоне от 1 до 8 битов на пиксел. Кроме того, этот формат использовал 12-разрядный алгоритм сжатия LZW, обеспечивающий хорошее сжатие, и требовал менее 16 килобайт памяти для кода сжатия и распаковки, благодаря чему он мог работать даже на самых маленьких персональных компьютерах. Для упрощения реализации формата GIF был сделан ряд уступок. Для каждого изображения он использует таблицу цветов (или палитру). Кроме того, он хранит только ту информацию, которая может быть использована фактически всеми системами, отбрасывая специфические данные, например, об альфа-каналах или мультипликации.

Хотя изначально GIF был разработан для просмотра изображений, поддержка GIF была быстро добавлена к разнообразным приложениям. На сегодняшний день GIF, пожалуй, один из наиболее широко поддерживаемых графических форматов.