Методы сжатия

Форматы графических файлов

Методы сжатия

Сжатием или компрессией растровой графической информации называется преобразование пиксельной информационной модели в более компактную форму за счет удаления из нее избыточной информации. Все методы сжатия предполагают поиск в растровом изображении повторяющихся пиксельных узоров. Такой узор можно запомнить один раз и впоследствии повторить его необходимое количество раз. Различают следующие методы сжатия:

· без потери графической информации (неразрушающие);

· с контролируемой степенью потери графической информации (разрушающие).

К основным методам сжатия без потерь относятся:

Метод сжатия RLE (Run Length Encoding – кодирование с переменной длиной строки). При сжатии по методу RLE в каждой строке исходного растра отыскиваются непрерывные последовательности пикселей одинакового цвета, которые заменяются дескриптором, содержащим коэффициент повторения в виде числа, и дескриптор повторяющегося пикселя.

Метод RLE дает хорошие результаты при работе с изображениями, созданными с помощью графических редакторов, и плохие – при работе с фотографиями. А если фотография содержит большое число мелких деталей, то RLE может даже увеличить размер файла. В настоящее время этот алгоритм используется для сжатия информации в PSD-формате.

Метод сжатия LZW назван по первым буквам фамилий его разработчиков (Lemple-Ziv-Welch). Сжимает данные путем поиска одинаковых последовательностей во всем растре. Затем выявленные последовательности сохраняются в таблице, где им присваиваются более короткие маркеры – ключи. Метод LZW, так же как и RLE, лучше работает на однородных участках, свободных от цветового шума, но дает значительно лучшие результаты. Благодаря этому метод LZW в настоящее время является наиболее распространенным методом неразрушающего сжатия. Механизм LZW-компрессии используется в формате TIFF, а также в одном из основных форматов сети Интернет – GIF.

Метод разрушающего сжатия JPEG является самым известным и широко применяющимся. Название JPEG представляет собой аббревиатуру названия организации, разработавшей его, – Joint Photographic Experts Group (объединенная группа фотографов-экспертов). Первоначально он предназначался для цифровой фотографии, и сейчас практически все цифровые камеры на аппаратном уровне реализуют сжатие снимаемых фотографий по этому методу. Суть метода состоит в том, что в растровом рисунке, который содержит множество слегка отличающихся друг от друга пикселей большие области могут заполняться пикселями одного цвета (например, множество оттенков голубого цвета неба заменяются на один). Ключевым моментом в применении сжатия с потерями является определение «приемлемого уровня» потерь или степени сжатия, в соответствии с которой из информационной модели удаляются данные о более или менее мелких деталях.

Формат сжатии изображений JPEG использует алгоритм кодирования Шеннона-Фано.