ГЛАВА 3 СЖАТИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ

Современное поле сжатия информации весьма обширно, на нем взошло огромное количество различных методов компрессии всевозможных типов данных: текстов, изображений, видео и звука. Среди этого многообразия методов особое место занимает сжатие изображений, так как, во-первых, это первая область, где пользователи имеют дело с большим числом файлов, которые необходимо эффективно сжимать, а во-вторых, здесь мы впервые встречаем сжатие данных с частичной потерей информации.

В кодировке ASCII каждый символ занимает один байт. Типичная книга в четверть миллиона слов насчитывает примерно миллион символов и занимает около 1MB. Однако, если к этой книге добавить хоть одну картинку для иллюстрации, то объем занимаемой памяти может удвоиться, так как файл, содержащий изображение, может занимать 1MB и даже больше.

Файл изображения такой большой, потому что он представляет собой двумерный образ. Кроме того, современные дисплеи и другие средства представления изображений способны передавать огромное число цветов и оттенков, которые требуют много битов (обычно 24) для представления цвета каждого отдельного пиксела.

Сжатие текста всегда делается без потери информации. Можно представить себе документы, в которых часть информации не очень важна, и поэтому ее можно опустить без искажения смысла всего текста, однако, не существует алгоритмов, которые могли бы дать компьютеру возможность самостоятельно, без участия человека, определять, что в тексте важно, а что - нет. В отличие от сжатия текстов, для компрессии изображений такие алгоритмы существуют в большом количестве. Такой алгоритм может удалить большую часть информации из изображения, что приводит к замечательной компрессии. Проверкой качества сжатия изображения является визуальное сравнение оригинального изображения и изображения, полученного из его сжатого образа (с потерей части информации). Если испытатель не может отличить одно от другого, то сжатие с потерей допускается. В некоторых случаях человеческий глаз способен уловить разницу, но все равно сжатие считается удовлетворительным.

Обсуждение сжатия изображений в этой главе носит в основном общий теоретический характер. Здесь будут излагаться основные подходы к решению проблемы сжатия изображений. Из некоторых рассмотренных конкретных методов компрессии, выделяется наиболее важный из них - это метод JPEG (§ 3.7).