Богданов - 3 (774755), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

где

Например, F(l,0) определяет, каково изменение интенсивности по горизонтали (низкая частота) при отсутствии вертикального изменения. F(7,7) определяет степень, на которую интенсивности изменяются наиболее быстро в обоих направлениях (высокая частота). Значение F(0,0) указывает, что интенсивность вообще не изменяется и представляет собой среднее от 64 элементов блока. Эта величина известна как коэффициент DC, остальные значения — коэффициенты AC.

Медленные изменения в цвете пикселей более заметны, чем быстрые, поэтому низкочастотные данные важнее высокочастотных. Эта особенность используется при квантовании, которое округляет результаты DCT и приводит их в меньший диапазон величин. Именно на этом шаге происходят основные потери графической информации. Коэффициенты (факторы) квантования заносятся в специальную таблицу и именно они определяют, какое количество данных теряется. Изменяя фактор квантования, можно управлять диапазоном сжатия и, соответственно, качеством восстановленного изображения. Процесс квантования приводит к тому, что большая часть коэффициентов DCT в области высоких частот обращается в ноль. Поскольку число одинако­вых по значению элементов велико, полученные данные можно подверг­нуть сжатию с помощью какого-либо неразрушающего алгоритма.

Вообще, чем более плавные изменения цвета содержатся в изобра­жении, тем лучше оно будет сжиматься и с меньшими потерями. Из-за этой особенности JPEG лучше всего использовать для кодирования естественных пейзажей, хуже, но приемлемо — для портретов людей и пейзажей с искусственными объектами. Совсем же JPEG не пригоден для изображений, содержащих резкие цветовые границы, например, чертежи.

Декодирование информации происходит в обратном порядке. Если на последнем этапе применялось сжатие, то данные распаковываются. Затем с помощью таблицы факторов квантования восстанавливаются пространственные частоты, которые в свою очередь подвергаются обратному DCT для получения интенсивностей (то есть значений цвета пикселей).

Пространственные частоты содержат статистические, а не реальные данные. Если еще добавить округление при квантовании, то все это приводит к тому, что восстановить цвет конкретного пикселя исходного изображения становится невозможным. Потери графической информации в данном случае визуально выражаются в «размазывании» резких цветовых границ и уменьшении четкости мелких деталей.

Популярность эта схема компрессии изображений приобрела по многим причинам. Во-первых, это высокая степень сжатия, которая иногда может достигать величины 100:1 при терпимых потерях качества. Во-вторых, метод позволяет управлять величиной потерь и, следователь­но, сжатием (потери можно уменьшить, но при этом уменьшится и степень сжатия). В третьих, JPEG легко реализовать аппаратно, что значительно повлияло на развитие индустрии цифрового фото и видео.

Непосредственно из этой схемы сжатия появился стандарт MPEG (Motion Picture Experts Group), применяющийся для движущихся изображений. Файл MPEG содержит JPEG-подобные кадры и информацию о «разности» между кадрами. Эта информация позволяет с помощью интерполяции получать недостающие кадры. В настоящий момент существуют специализированные процессоры для кодирования и декодирования информации методами MPEG и JPEG.

Таблица 3. Сравнение алгоритмов сжатия данных

Дополнительные ссылки:

http://www.rasip.fer.hr/research/compress/intro.html

3

Характеристики

Список файлов книги