Методы компрессии и сжатия изображений - реферат

Графические данные, в особенности данные растровых файлов, занимают колоссальное количество дискового места. К примеру, растровое изображение формата А4 в цветовой модели CMYK при разрешении 300 точек на дюйм занимает порядка 30 мб дискового места. Отлично, если файл один, и ваша публикация не употребляет других изображений (что очень маловероятно). Ситуация в корне меняется Методы компрессии и сжатия изображений - реферат тогда, когда вы создаете некоторый шедевр, к примеру, галерею репродукций картин А2 формата, при всем этом она с трудом умещается на 100 листах, запечатанных с 2-ух сторон. При самых умеренных подсчетах (120 мб х 100 листов х 2 стороны у каждого листа), растровые изображения в этом формате при таком количестве листов будут занимать порядка 24 гб Методы компрессии и сжатия изображений - реферат дискового места. На чем вы собираетесь хранить такую публикацию ? А сейчас представьте, что у вас несколько заказчиков, и работы каждого из их хранятся в нескольких вариантах дизайна, не считая того, для большинства заказов вы сохранили выполненный проект на различных стадиях его готовности, чтоб в случае желания заказчика все в Методы компрессии и сжатия изображений - реферат корне и кардинально поменять, вы могли стремительно это выполнить.... Естественно, все эти данные сохранить будет очень и очень трудно. Вот поэтому, также поэтому, что дисковое место обычно довольно недешево обходится (не глядя на то, что устройства для хранения цифровой инфы повсевременно дешевеют, их всегда требуется больше Методы компрессии и сжатия изображений - реферат и больше, что просит больших финансовложений), были придуманы огромное количество способов сжатия данных самого разного типа, в том числе и графических. О более всераспространенных и обширно использующихся мы на данный момент побеседуем.

В самом начале разделим имеющиеся способы сжатия изображений на две условные категории - на архивацию (сжатие), и на компрессию (конвертирование Методы компрессии и сжатия изображений - реферат). Разница меж этими методами в том, что 2-ой не предполагает полного восстановления начального сохраненного изображения в полном качестве. Но каким бы не был метод компрессии данных, для работы с ним файл необходимо проанализировать и распаковать, т. е. возвратить данные в начальный незапакованный вид для их резвой обработки Методы компрессии и сжатия изображений - реферат (как правило это происходит прозрачно для юзера). Ниже мы разглядим методы сжатия подробнее.

Архивация, либо сжатие графических данных, может быть как для растровой, так и для векторной графики. При всем этом методе уменьшения данных, программка анализирует наличие в сжимаемых данных неких схожих последовательностей данных, и исключает их, записывая заместо циклического куска ссылку Методы компрессии и сжатия изображений - реферат на предшествующий таковой же (для следующего восстановления). Такими схожими последовательностями могут быть пикселы 1-го цвета, повторяющиеся текстовые данные, либо некоторая лишная информация, которая в рамках данного массива данных повторяется пару раз. К примеру, растровый файл, состоящий из подложки строго 1-го цвета (к примеру, сероватого), имеет в собственной структуре сильно Методы компрессии и сжатия изображений - реферат много циклических фрагментов.

Компрессия (конвертирование) данных - это метод сохранения данных таким макаром, при использовании которого не гарантируется (хотя время от времени может быть) полное восстановление начальных графических данных. При таком методе хранения данных обычно графическая информация незначительно "портится" по сопоставлению с уникальной, но этими искажениями можно управлять, и Методы компрессии и сжатия изображений - реферат при их маленьком значении ими полностью можно пренебречь. Обычно файлы, сохраненные с внедрением этого метода хранения, занимают существенно меньше дискового места, чем файлы, сохраненные с внедрением обычной аривации (сжатия). Мощная степень компрессии при использовании второго метода сжатия и дает этому методу хранения данных право на существование (в неприятном Методы компрессии и сжатия изображений - реферат случае, все поголовно использовали бы сжатие без утрат). Обычно, при сохранении данных с внедрением компрессии, имеется возможность компромисса меж размером выходного файла и его качеством. Понятно, что вероятна оптимизация только по одному параметру (чем меньше качество, тем меньше объем выходного файла, и напротив).

Ниже подвергнутся рассмотрению некие методы сжатия данных, их Методы компрессии и сжатия изображений - реферат плюсы и недочеты, также лучшая их сфера внедрения (т. е. те типы изображений, к которым данный способ сжатия лучше использовать).

Сначала разглядим несколько алгоритмов сжатия данных, которые не заносят конфигурации в начальные файлы и гарантируют полное восстановление данных.

RLE (Run - length encoding) - способ сжатия данных, при Методы компрессии и сжатия изображений - реферат котором однообразные последовательности одних и тех же б заменяются однократным упоминанием циклического б (либо целой цепочки байтов), и числа его повторений в начальных данных. К примеру, строчка типа 0100 0100 0100 0100 0100 0100 0100 0100, описывающая некоторую группу пикселов будет заменена на запись типа 0100 х 8, и т.д. Применяется этот тип сжатия в тех случаях, когда Методы компрессии и сжатия изображений - реферат изображение имеет огромные участки схожего цвета, цифровое представление которых идентично. В главном, этот тип сжатия применим для монохромных изображний, сохраненных в цветовой модели Bitmap, где при сжатии данных с его внедрением можно достигнуть лучших результатов. Для сжатия других типов данных (в том числе, и не графических) метод применим, но малоэффективен, потому что Методы компрессии и сжатия изображений - реферат сжимаемые данные обязаны иметь ординарную повторяющуюся структуру). Этот метод имеет очередное принципиальное преимущество, заключающееся в его относительной простоте, что позволяет стремительно создавать распаковку из этого формата и упаковку в этот формат (как вы помните, все графические данные для их обработки должны быть за ранее распакованы, а Методы компрессии и сжатия изображений - реферат неважно какая компрессия либо архивация применяется, в главном, для временного либо неизменного хранения файла). В принципе, на базе этого легкого метода, работают более совершенные и поболее сложные (также наименее резвые) способы сжатия графических данных, которые мы разглядим ниже. Этот способ сжатия графических фанных испольуется для файлов формата PSD, BMP и других Методы компрессии и сжатия изображений - реферат.

CCITT Group 3, CCITT Group 4 - Два схожих способа сжатия графических данных, работающие с однобитными изображениями, сохраненными в цветовой модели Bitmap. Основаны на поиске и исключении из начального изображения дублирующихся последовательностей данных (как в прошлом типе сжатия, RLE). Различием является только то, что эти методы нацелены на упаковку конкретно растровой Методы компрессии и сжатия изображений - реферат графической инфы, потому что работают с отдельными рядами пикселов в изображении. Вначале метод был разработан для сжатия данных, передаваемых через факсимильные системы связи (CCITT Group 3), а более совершенная разновидность этого способа архивации данных (CCITT Group 4) подходит для записи монохромных изображений с более высочайшей степенью сжатия. Как и предшествующий метод, он, в Методы компрессии и сжатия изображений - реферат главном, подходит для сжатия изображений с большенными одноцветными областями. Его достоинством является скорость выполнения, а недочетом - ограниченность внедрения для компрессии графических данных (не все данные удается таким макаром отлично сжать). Этот способ сжатия графических фанных испольуется в файлах формата PDF, PostScript (в инкапсулированных объектах) и других.

LZW (Lemple Методы компрессии и сжатия изображений - реферат-Zif-Welch) - метод сжатия данных, основанный на поиске и подмене в начальном файле схожих последовательностей данных, для их исключения, и уменьшения размера "архива". В отличие от прошлых рассмотреных способов сжатия, в этом случае делается более "умственный" просмотр сжимаемого cодержимого, для заслуги большей степени сжатия данных. Данный тип сжатия Методы компрессии и сжатия изображений - реферат не заносит искажений в начальный графический файл, и подходит для обработки растровых данных хоть какого типа - монохромных, черно - белоснежных, либо полноцветных. Лучшие результаты получаются при компрессии изображений с большенными областями схожего цвета либо изображений с циклическими схожими структурами. Этот способ позволяет достигнуть одну из самых лучших степеней сжатия Методы компрессии и сжатия изображений - реферат посреди других имеющихся способов сжатия графических данных, при одновременном полном отсутствии утрат либо искажений в начальных файлах. Этот способ сжатия графических фанных испольуется в файлах формата TIFF, PDF, GIF, PostScript (в инкапсулированных объектах) и других.

ZIP - способ сжатия данных, аналогичный способу, использованному в пользующемся популярностью методе архивации PKZip. В базу Методы компрессии и сжатия изображений - реферат способа сжатия положен способ, аналогичный LZW. Как и предшествующий способ сжатия данных, этот метод не заносит искажений в начальный файл, и идеальнее всего подходит для обработки графических данных с схожими одноцветными либо циклическими областями. Этот способ сжатия графических фанных испольуется в файлах формата PDF, TIFF и неких других.

А сейчас разглядим Методы компрессии и сжатия изображений - реферат методы и способы конвертирования данных, которые заносят конфигурации в начальные файлы, демонстрируя при всем этом более высшую степень упаковки графических изображений.

JPEG (Joint Photographic Experts Group) - способ, применяемый для хранения полутоновых и полноцветных изображений, позволяющий достигнуть наивысшей степени сжатия и малый размер выходного файла. Основан метод на особенностях восприятия Методы компрессии и сжатия изображений - реферат человечьим глазом разных цветов, и довольно громоздок с вычислительной точки зрения, потому что занимает много процессорного времени. Происходит кодирование файла в несколько шагов. Во-1-х, изображение условно разбивается на несколько цветовых каналов, для предстоящего анализа. Потом, изображение разбивается на группы, по 64 пиксела в каждой группе, которые представляют из себя Методы компрессии и сжатия изображений - реферат квадратные участки изображения размером 8х8 пикселов, для следующей обработки. Потом, цвет пикселов особым образом кодируется, исключается дублирующая и лишная информация, при этом при описании цвета большее внимание уделяется быстрее яркостной, чем цветовой составляющей, потому что человечий глаз принимает больше конфигурации яркости, чем определенного цветового тона. Приобретенные Методы компрессии и сжатия изображений - реферат данные сжимаются по RLE либо LZW - методу, для получения еще большей компрессии. В итоге, на выходе мы получаем файл, время от времени в 10-ки раз наименьший, чем его неконвертированный аналог. Но, чем меньше размер выходного файла, тем меньше степень "аккуратности" при работе программки - конвертора, и, соответственно, ниже качество выходного изображения. Обычно, в Методы компрессии и сжатия изображений - реферат программках, позволяющих сохранять растровые данные, может быть задание некоего компромисса меж объемом выходного файла и качеством изображения. При наивысшем качестве, обхем выходного файла в 3-5 раз меньше начального незапакованного. При меньшем - меньше исходника в 10-ки раз, но, обычно, при всем этом качество отображения не позволяет его где-либо использовать Методы компрессии и сжатия изображений - реферат. Обычно, для сохранения достойного уровня свойства, употребляют наивысшую из доступных степень свойства. Данный формат предназначен для хранения, в главном, фотографических изображений с огромным количеством цветов и цветовых переходов, и фактически не подходит для хранения однотонных изображений типа кадров из мультов, снимков экрана и пр.(сжатие будет очень низким Методы компрессии и сжатия изображений - реферат, либо качество рисунки окажется просто недопустимым). Этот способ сжатия графических фанных испольуется в файлах формата PDF, PostScript (в инкапсулированных объектах), фактически, в JPEG и других.

Основным недочетом компрессии с частичной потерей свойства, будет то, что эти утраты, выражающиеся в искажении цветового тона либо возникновении соответствующей кубической структуры в контрастных Методы компрессии и сжатия изображений - реферат участках изображения (появляются так именуемые артефакты), появляются всякий раз при сохранении изображения, и "накладываются" друг на друга при неоднократном сохранении файла в этом формате. Потому спецы советуют использовать форматы с частичной потерей свойства только для хранения окончательных результатов работы, а не промежных рабочих файлов.

Не считая того, в качестве вспомогательных Методы компрессии и сжатия изображений - реферат средств, которые могут употребляться для снижения объемов файлов можно разглядеть изменение цветовой модели графического файла, изменение разрешения растрового файла и ресемплирование (изменение глубины цвета пикселов).

Изменение цветовой модели файла. К примеру, файлы в цветовом пространстве CMYK больше подобных файлов в пространстве RGB на 33% (потому что в CMYK Методы компрессии и сжатия изображений - реферат имеется дополнительный 4-ый темный канал). Если вы не планируете печать ваших файлов, либо уверенны в том, что вы можете корректно провести цветоделение (переход в субтрактивную модель CMYK) позднее, вы сможете хранить рабочие файлы в RGB.

Изменение разрешения растрового файла. Файл с разрешением 600 точек на дюйм больше собственного аналога разрешением Методы компрессии и сжатия изображений - реферат в 300 точек вчетверо, а качество печати при завышенном разрешении не всегда будет выше, нем при номинальном его значении. Так что если разрешение сверхизбыточно, сможете его снизить. Снижение разрешения файла - необратимый процесс, и никакя следующая интерполяция позже потерянные пикселы не восстановит. Так что при задании нужного разрешения также будьте внимательны и рациональны. Следует Методы компрессии и сжатия изображений - реферат учитывать, что параметр разрешения контуров применительно к векторной графике не имеет дела к объему выходного файла (это уже несколько другое разрешение и несколько другое понятие), а оказывает влияние на аккуратность "прорисовки" вектора при его растеризации в устройстве, где делается печать. Так что уменьшение этого параметра для Методы компрессии и сжатия изображений - реферат векторной графики не уменьшит объем ваших файлов, а только усугубит качество печати.

Ресемплирование (изменение глубины цвета растрового изображения) - это изменение исходной глубины цвета файла. Некие оцифровывающие устройства выдают растровую информацию с глубиной цвета, превосходящую достаточное для печати значение 8 бит на канал. Это время от времени оправдано, потому что большее Методы компрессии и сжатия изображений - реферат значение бит на канал позволяет задавать большее число градаций цвета, что требуется, к примеру, при сильной, "кардинальной" цветокоррекции - сильном осветлении либо затенении отдельных участков. Но, почти всегда для хранения растровых данных в разных цветовых моделях с лихвой довольно глубины цвета 8 бит на канал. Не считая того, один из эталонов Методы компрессии и сжатия изображений - реферат сжатия для RGB изображений предполагает внедрение различного количества бит для различных цветовых составляющих (обычно наибольшее количество бит употребляется для зеленоватого канала). Также, большая часть фильтров Adobe Photoshop рассчитано на работу с изображениями с глубиной цвета в 8 бит (с изображением, использующим неординарную глубину цвета, становится фактически нереально работать, потому что большая часть фильтров Методы компрессии и сжатия изображений - реферат рассчитаны на значение глубины цвета в 8 бит).

Неплохим примером опции опций сжатия графики является диалоговое окно Job Options - Compression из программки Adobe Acrobat Distiller, функции которого рассмотрены ниже.

Рис. 1. Диалоговое окно Adobe Acrobat Distiller

Для разных типов изображений, которые могут быть составляющими файла PostScript (про такие объекты Методы компрессии и сжатия изображений - реферат молвят, что они инкапсулированы) - для - полноцветных (color bitmap), полутоновых черно-белых (grayscale) и для штриховых объектов (bitmap, 1 bit per pixel) указаны разные установки характеристик сжатия, являющиеся хорошими для сотворения PDF - документа, оптимизированного для печати и сжатого с наименьшими потерями свойства. В качестве параметра сжатия изображения выбрана кандидатура JPEG с Методы компрессии и сжатия изображений - реферат очень вероятным качеством. Выходное разрешение растровых полноцветных изображений выбрано менее 300 точек на дюйм, и в случае превышения обозначенного предельного разрешения к изображению будет использован метод бикубической интерполяции с снижением разрешения (bicubic downsampling) - это более неспешный, да и более высококачественный метод интерполяции. Не считая этого метода, допустимо также указать методы Average downsampling Методы компрессии и сжатия изображений - реферат (усреднение значения цвета пикселов) и Subsampling (полное отсутствие интерполяции, берется один из пикселов, и его цвет устанавливается как цвет всего участка изображения). Естественно, последний вариант работает резвее всех, да и с минимальным качеством выходного изображения. Для черно - белоснежных полутоновых изображений (grayscale) установки интерполояции, предельного разрешения и способа сжатия Методы компрессии и сжатия изображений - реферат подобны прерыдущему примеру. Для монохромных изображений, данных в цветовой модеди Bitmap с глубиной цвета 1 бит на пиксел характеристики несколько другие. Во-1-х, значение предельного разрешения установлено на уровне 1200 точек на дюйм, что является корректным для изображений в этой цветовой модели (напомню, что диапазон разрешений для изображений в этой цветовой Методы компрессии и сжатия изображений - реферат модели обычно задается в границах от 800 до 2540 точек на дюйм). Способ интерполяции в случае превышения разрешения также бикубический, как и в прошлых примерах, а вот способ сжатия избран конкретно ZIP (вероятен также выбор CCITT Group 3, CCITT Group 4, либо RLE). При всем этом не происходит никаких утрат свойства в выходном изображении Методы компрессии и сжатия изображений - реферат. Не считая того, с учетом специфичности цветовой модели, нереально задание алгоритмов сжатия типа JPEG.

Последняя функция - Compress text and line art - предполагает сжатие текстовых и векторных данных по одному из алгоритмов, схожих ZIP либо LZW. Естественно, предполагается полное восстановление данных при распаковке файла.


metodi-issledovaniya-lichnosti.html
metodi-issledovaniya-mikrobiologicheskoj-chistoti-vodi.html
metodi-issledovaniya-na-zhivom-organizme.html