Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Топ:
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного хозяйства...
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного...
Марксистская теория происхождения государства: По мнению Маркса и Энгельса, в основе развития общества, происходящих в нем изменений лежит...
Интересное:
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Влияние предпринимательской среды на эффективное функционирование предприятия: Предпринимательская среда – это совокупность внешних и внутренних факторов, оказывающих влияние на функционирование фирмы...
Дисциплины:
2019-10-25 | 161 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
В данной части работы мы проверим на практике работу формата PNG и выясним, какой формат рациональнее использовать в разных ситуациях – JPEG или PNG.
Действие алгоритмов JPEG и PNG мы исследуем с помощью 3-х типов изображений: текст на белом фоне, несложная графика и фотография.
Начнём с текстового формата. На рисунке 21 мы видим исходное и декодированное изображение текста на белом фоне форматом PNG. Алгоритм использует сжатие без потерь, следовательно, изображения полностью идентичны.
Таким образом получили сжатие в 6 раз с помощью формата PNG:
- размер исходного изображения – 262 144 байт;
- размер сжатого изображения – 43 689 байт.
а) б)
Рисунок 21 — Изображение text (а) исходное (б) декодированное алгоритмом PNG
Проведем моделирование формата JPEG на том же изображении с исходной матрицей квантования. Влияние индекса квантования на работу последнего формата мы рассматривали в прошлой работе, поэтому в этой он использоваться не будет. Тем более, мы помним, что PNG в отличие от JPEG не силён в изменении степени компрессии.
Несмотря на то, что в формате JPEG декодированное изображение не равно исходному из-за использования алгоритма с потерями, человеческому глазу разница будет не заметна (индекс квантования m=1), в чем мы можем убедиться на рисунке 22.
А цифры нам показывают, что JPEG в конечном счёте преуспел больше, чем предыдущий формат, и сжал изображение для передачи на другое устройство в 20 раз:
- размер исходного изображения – 262144 байт;
- размер сжатого изображения без кодирования Хаффмана – 360008 байт;
- размер сжатого изображения после кодирования Хаффмана – 12678 байт.
|
а) б)
Рисунок 22 — Изображение text декодированное (а) JPEG (б) PNG
Однако, стоит отметить, что размер объём памяти, занимаемый изображением после прохождения DCT и RLE увеличился, что говорит о некомпетентности данного формата к такому классу изображений. В итоге лучшую степень сжатия мы получаем за счет кодирования Хаффмана. Значит в недостатки JPEG запишем увеличение ресурсов (памяти), необходимых для компрессии изображений текстовых изображений, а также те незначительные потери, которые понесло изображение, и о которых мы можем узнать, только посмотрев на цифры, выдаваемые пакетом MATLAB; человеческому глазу эти изменений не заметны.
Если же говорить отдельно о формате JPEG, как формате для хранения и сжатия текстовых изображений, то умножив матрицу квантования на индекс m=10 и получив сжатие в 30 раз, можно увидеть эффект Гиббса —'ореол' вокруг резких горизонтальных и вертикальных границ в изображении, как видно из рисунка 23. В PNG такое невозможно, но и сжатие происходит в 6 раз, а не в 30.
а) б)
Рисунок 23 — Эффект Гиббса (а) JPEG (б) LZW.
Несложная графика
Возьмём другой класс изображений в виде несложной графики. И снова JPEG обыгрывает PNG, причем, с довольно большим отрывом. JPEG сжимает изображение «food» в 20 раз, а PNG всего в 9 раз (рисунок 24). Ниже будет картинка, иллюстрирующая работу формата JPEG (рисунок 24б), чтобы вы мне поверили, что потери не играют никакой роли. Они на столько незначительны, что несовершенство нашего с вами зрения с лихвой сглаживает эти недостатки. А также вариант, который выдаёт PNG (рисунок 24в), внешне между ними не видно никакой разницы.
Для изображения «food» методом PNG получаем:
-размер исходного изображения – 262144 байт;
|
-размер сжатого изображения – 27297 байт.
а) б) в)
Рисунок 24 — изображение food (а) исходное (б) декодированное JPEG (в) LZW
Для изображения «food» методом JPEG получаем:
- размер исходного изображения – 262 144 байт;
- размер сжатого изображения без кодирования Хаффмана – 215 856 байт;
- размер сжатого изображения после кодирования Хаффмана – 12 678 байт.
Похожие результаты наблюдаем на изображении колбы (рисунок 25).
а) б) в)
Рисунок 25 — Изображение «колба» (а) исходное (б) декодированное JPEG (в) LZW
PNG осуществляет сжатие в 3,4 раза:
- размер исходного изображения – 262144 байт;
- размер сжатого изображения – 78090 байт.
JPEG осуществляет сжатие в 6 раз:
- размер исходного изображения – 262144 байт;
- размер сжатого изображения без кодирования Хаффмана – 941416 байт;
- размер сжатого изображения после кодирования Хаффмана – 42 658 байт.
Из полученных значений размера исходных и сжатых файлов видим, что JPEG выполняет сжатие в 2 раза лучше, чем PNG, в то время как визуально декодированные картинки не имеют различий.
Отсканированные фотографии
И, наконец, третий класс изображений – отсканированные фотографии с плавными переходами цветов. Для исследования действия алгоритма PNG на данном типе изображений возьмём тестовую картинку «baboom» (рисунок 26)
а) б) в)
Рисунок 26 — Изображение «baboom» (а) исходное (б) декодированное JPEG (в) LZW
PNG осуществляет сжатие в 1,2 раза:
- размер исходного изображения – 65 536 байт;
- размер сжатого изображения – 56133 байт.
JPEG сжимает данные в 4,4 раза:
- размер исходного изображения – 65 536 байт;
- размер сжатого изображения без кодирования Хаффмана – 317 712 байт;
- размер сжатого изображения после кодирования Хаффмана – 15 018 байт.
Итак, более чем в 3,5 раза применение формата JPEG лучше формата PNG для фотографий. Это происходит, потому что в PNG используется алгоритм LZW, который сжимает за счет одинаковых подцепочек в потоке. Очевидно, что в полноценном, хоть и черно-белом, изображении в виде отсканированной фотографии редко можно встретить много одинаковых значений пикселов в одной строчке.
|
|
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!