فشرده‌سازی تصویر

فشرده‌سازی تصاویر ، کاربردی از فشرده‌سازی اطلاعات بر روی تصاویر دیجیتال است به عبارتی هدف از این کار کاهش افزونگی ( redundancy )
محتویات عکس می‌باشد برای توانایی ذخیره کردن یا انتقال اطلاعات به فرم بهینه.
فشرده‌سازی عکس میتواند به صورت بدون اتلاف و پر اتلاف صورت گیرد. فشرده سازی بدون اتلاف گاهی اوقات
برای بعضی عکس‌ها مثل نقشه‌کشی‌های تکنیکی و آیکون‌ها ترجیح داده می‌شود و به این
دلیل است که در روش‌های فشرده‌سازی پراتلاف خصوصا وقتی برای نرخ بیت‌های پایین
استفاده شود فشرده سازی به کیفیت عکس لطمه می‌زند. روش‌های فشرده‌سازی بدون اتلاف همچنین ممکن
است برای محتویات پر ارزش مثل عکس‌های پزشکی یا عکس‌های اسکن شده برای اهداف
بایگانی شدن نیز ترجیح داده شوند. روش پراتلاف مخصوصا برای عکس‌های طبیعی مناسب
است مثل عکس‌هایی برای کاربردهای کوچک (گاهی اوقات جزئی) که از دست رفتن درستی ( fidelity ) برای دست یافتن به کاهش نرخ بیت قابل توجه است
روش‌های فشرده‌سازی بدون اتلاف عکس‌ها عبارتند از
- کدگذاری طول اجرا (run-length encoding) استفاده شده در روش‌های پیش‌فرض در dcx و یکی از امکانات TIFF ,TGA ,BMP
- entropy coding
- الگوریتم‌های مطابق واژه‌نامه مثل lzw استفاده شده در GIF,TIFF
- کاهش اعتبار (deflation) استفاده شده در TIFF ,MNG ,PNG
روش‌های فشرده‌سازی پراتلاف عبارتند از
- کاهش فضای رنگی برای رنگ‌هایی که
بیشتر در عکس استفاده شده‌اند. رنگی که انتخاب شده در پالت رنگ در بالای عکس فشرده شده مشخص می‌شود. هرپیکسل فقط
به شاخص رنگ در پالت رنگ اشاره داده می‌شود.
- chroma subsampling این روش براساس این واقعیت است که چون چشم انسان تغییرات مکانی روشنایی را سخت‌تر از رنگ درک می‌کند بوسیله میانگین‌گیری یا حذف کردن برخی از اطلاعات رنگ تابی یک عکس عمل فشرده‌سازی صورت گیرد.
- تغییر شکل دادن کدگذاری ( transform coding ) این روش بطور عادی بیشترین استفاده را دارد.
- fractal compression بهترین کیفیت عکس در یک نرخ بیت (یا نرخ فشرده سازی) معین هدف اصلی از
فشرده‌سازی عکس است. به هر حال ویژگی‌های مهم دیگری از رویه‌های فشرده‌سازی عکس
وجود دارد که عبارتند از:
مقیاس پذیری( scability ): به‌طور کلی به کاهش کیفیت حاصل شده در اثر دستکاری گروه بیتی یا فایل گفته
می‌شود. (بدون بازیابی). نامهای دیگر برای مقیاس پذیری، progressive coding یا embedded
biststream است. با وجود خلاف واقعی بودنش مقیاس‌پذیری نیز می‌تواند در رمز
گذارهای ( codec ) بدون اتلاف یافت
می‌شود. مقیاس‌پذیری خصوصا برای پیش نمایش عکس‌ها در حال دریافت کردن آن‌ها یا
برای تهیه کیفیت دستیابی متغیر در پایگاه‌های داده مفید است.
انواع مختلف مقیاس
پذیری عبارتنداز:
- کیفیت مترقی( quality
progressive )یالایه مترقی( layer progressive ): گروه بیتی پی در پی عکس را از نو می‌سازد .
- وضوح مترقی( resoloution
progressive ): ابتدا یک عکس وضوح پایین را کدگذاری می‌کند سپس تفاوت‌های وضوح بالاتر را کدگذاری می‌کند.
- مولفه مترقی ( component
progressive ): ابتدا رنگ را کدگذاری می‌کند.
ناحیه
جذاب کدگذاری ( region of
interest coding ) نواحی خاصی از عکس با کیفیت بالاتری نسبت به سایر نقاط کد
گذاری می‌شوند و می‌تواند با مقیاس‌پذیری (کدگذاری ابتدایی یک بخش و دیگران بعدا)
ترکیب شود.
اطلاعات
غیر نمادین( meta
information ) داده‌های فشرده شده می‌توانند شامل اطلاعاتی در رابطه با عکس باشد که
می‌توان برای طبقه‌بندی کردن، جستجو یا بررسی عمومی عکس از آن‌ها استفاده کرد.
مانند اطلاعاتی که می‌توانند شامل رنگ و الگو و پیش نمایش کوچکتر عکس‌ها و اطلاعات
خالق و کپی رایت باشد.
قدرت
پردازش( processing power ) الگوریتم‌های فشرده‌سازی اندازه‌های
متفاوتی از قدرت پردازش را برای کدگذاری و کدگشایی درخواست می‌کنند. بعضی از
الگوریتم‌های فشرده‌سازی عالی قدرت پردازش بالا می‌خواهند.
کیفیت
روش فشرده‌سازی اغلب بوسیله سیگنال ماکزیمم به نسبت پارازیت ( peak signal-to-noise ratio ) اندازه‌گیری می
شوند . اندازه پارازیت‌ها نشان دهند؟ فشرده‌سازی پراتلاف عکس است به هر حال
قضاوت موضوع گرایانه بیننده همیشه بیان کنند؟ اهمیت اندازه‌گیری است.
Jpeg2000
Jpeg2000 یک استاندارد فشرده‌سازی عکس براساس wavelet ( wavelet-based )
است؛ و در سال 2000 به‌وسیله کمیته Joint Photographic Experts Group
با نیت جایگزین کردن با استاندارد اصلی Jpeg که براساس تغییر گسسته( discrete cosine
transform-based ) است (محصول سال1991) تولید شده‌است.
JPEG 2000
زمان بیشتری را برای عملیات باز کردن فشردگی نسبت به JPEG
طلب می‌کند.
اثبات از بالا به
پایین محصولات فشرده‌سازی JPEG 2000 : شماره‌ها نشان‌دهنده ضریب تراکم استفاده شده‌است. برای مقایسه بهتر شکل بدون مقیاس را نگاه
کنید. محصولات JPEG 2000 به فرم JPEG متفاوت به نظر می‌رسند و یک جلوه صیقلی روی عکس وجود دارد و برای نمایان
شدن سطوح فشرده‌سازی بالاتری اختیار می
کنند. اغلب یک عکس گرفته شده می‌تواند به اندازه اندازه فایل
اصلی خود( bitmap
فشرده نشده) بدون متحمل شدن اثر نمایان شدن فشرده شوند