فشرده سازی تصویر چیست؟

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 .

فشرده سازی عکس می تواند بصورت بدون اتلاف و پر اتلاف صورت گیرد. فشرده سازی بدون اتلاف گاهی اوقات برای بعضی عکس‌ها مثل نقشه کشی‌های تکنیکی و آیکون‌ها ترجیح داده می‌شود و به این دلیل است که در روش‌های فشرده سازی پراتلاف خصوصا وقتی برای نرخ بیت‌های پایین استفاده شود فشرده سازی به کیفیت عکس لطمه می‌زند. روش‌های فشرده سازی 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 عکس هایی برای کاربردهای کوچک (گاهی اوقات جزئی) که از دست رفتن درستی (fidelity) برای دست یافتن به کاهش نرخ بیت قابل توجه است .

روش‌های فشرده سازی بدون اتلاف عکس‌ها عبارتند از:

- کد گذاری طول اجرا (run-length encoding) استفاده شده در روش‌های پیش فرض در dcx و یکی از امکانات TIFF ,TGA ,BMP

- entropy coding

- الگوریتم های مطابق واژه نامه مثل lzw استفاده شده در GIF,TIFF

- کاهش اعتبار (deflation) استفاده شده در TIFF ,MNG ,PNG

روش‌های فشرده سازی پراتلاف عبارتند از:

- کاهش فضای رنگی برای رنگ هایی که بیشتر در عکس استفاده شده اند. 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 امتیازی برای واقعیت است چون چشم روشنی را سخت تر از رنگ درک می‌کند بوسیله حذف کردن نصف یا بیشتر اطلاعات رنگ تابی یک عکس.

'- تغییر شکل دادن کد گذاری ('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 فشرده سازی عکس است. به هر حال ویژگی‌های مهم دیگری از رویه‌های فشرده سازی عکس وجود دارد که عبارتند از :

'مقیاس پذیری('scability): به طور کلی به کاهش کیفیت حاصل شده در اثر دستکاری گروه بیتی یا فایل گفته می شود. (بدون بازیابی). نامهای دیگر برای مقیاس پذیری ،progressive coding یا embedded biststream است. با وجود خلاف واقعی بودنش مقیاس پذیری نیز می‌تواند در رمز گذارهای (codec) بدون اتلاف یافت می شود . مقیاس پذیری خصوصاَ 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 درپی عکس را از نو می سازد.

- وضوح مترقی(resoloution progressive):ابتدا یک عکس وضوح پایین را کد گذاری می کند سپس تفاوتهای وضوح بالاتر را کد گذاری می‌کند .

- مؤلفه مترقی (component progressive): ابتدا رنگ را کد گذاری 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 مقیاس پذیری (کدگذاری ابتدایی یک بخش و دیگران بعداَ) ترکیب شود.

اطلاعات غیر نمادین(meta information)داده‌های فشرده شده می‌توانند شامل اطلاعاتی در رابطه با عکس باشد که می توان برای طبقه بندی 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 فشرده سازی اندازه های متفاوتی از قدرت پردازش را برای کدگذاری و کدگشایی درخواست می کنند. بعضی از الگوریتم‌های فشرده سازی عالی قدرت پردازش بالا می خواهند.

کیفیت روش فشرده سازی اغلب بوسیله سیگنال ماکزیمم به نسبت پارازیت (peak signal-to-noise ratio) اندازه گیری می شوند . اندازه پارازیت‌ها نشان دهند? فشرده سازی پراتلاف عکس است به هر حال قضاوت موضوع گرایانه بیننده همیشه بیان کنند? اهمیت اندازه گیری 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 Jpegکه براساس تغییر گسسته(discrete cosine transform-based) است(محصول سال1991) تولید شده است.

JPEG 2000 زمان بیشتری را برای عملیات بازکردن 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.

برگرفته از ویکی پدیا

برای دانلود جدیدترین مقالات ISI به وب سایت ایران سای – مرجع علمی فنی مهندسی مراجعه نمایید.

با تشکر