Что такое сжатие изображений

Сжатие изображений

Сжатие изображений — применение алгоритмов сжатия данных к изображениям, хранящимся в цифровом виде. В результате сжатия уменьшается размер изображения, из-за чего уменьшается время передачи изображения по сети и экономится пространство для хранения. Сжатие изображений подразделяют на сжатие с потерями качества и сжатие без потерь. Сжатие без потерь часто предпочтительней для искусственно построенных изображений, таких как графики, иконки программ, либо для специальных случаев, например, если изображения предназначены для последующей обработки алгоритмами распознавания изображений. Алгоритмы сжатия с потерями при увеличении степени сжатия как правило порождают хорошо заметные человеческому глазу артефакты.

Содержание

Примеры алгоритмов

Алгоритмы сжатия без потерь

Алгоритмы сжатия с потерями

См. также

Методы сжатия
Теория	Информация Собственная · Взаимная · Энтропия · Условная энтропия · Сложность · Избыточность Единицы измерения Бит · Нат · Ниббл · Хартли · Формула Хартли
Без потерь	Энтропийное сжатие Алгоритм Хаффмана · Адаптивный алгоритм Хаффмана · Алгоритм Шеннона — Фано · Арифметическое кодирование (Интервальное) · Коды Голомба · Дельта · Универсальный код (Элиаса · Фибоначчи) Словарные методы RLE · Deflate · LZ (LZ77/LZ78 · LZSS · LZW · LZWL · LZO · LZMA · LZX · LZRW · LZJB · LZT) Прочее RLE · CTW · BWT · MTF · PPM · DMC
Аудио	Теория Свёртка · PCM · Алиасинг · Дискретизация · Теорема Котельникова Методы LPC (LAR · LSP) · WLPC · CELP · ACELP · A-закон · μ-закон · MDCT · Преобразование Фурье · Психоакустическая модель Прочее Компрессор аудиосигнала · Сжатие речи · Полосное кодирование
Изображения	Термины Цветовое пространство · Пиксель · Субдискретизация насыщенности · Артефакты сжатия Методы RLE · DPCM · Фрактальный · Вейвлетный · EZW · SPIHT · LP · ДКП · ПКЛ Прочее Битрейт · Test images · PSNR · Квантование
Видео	Термины Характеристики видео · Кадр · Типы кадров · Качество видео Методы Компенсация движения · ДКП · Квантование · Вейвлетный Прочее Видеокодек · Rate distortion theory (CBR · ABR · VBR)

Полезное

Смотреть что такое «Сжатие изображений» в других словарях:

Сжатие изображений — процесс минимизации данных, определяющих изображение. При сжатии изображений может происходить определенная (допустимая) потеря информации. По английски: Images compression См. также: Обработка изображений Финансовый словарь Финам … Финансовый словарь

сжатие изображений — Формат графических файлов, допускающий сжатие данных. [http://www.morepc.ru/dict/] Тематики информационные технологии в целом EN PICPicture Image Compression … Справочник технического переводчика

Сжатие видео — (англ. Video compression) уменьшение количества данных, используемых для представления видеопотока. Сжатие видео позволяет эффективно уменьшать поток, необходимый для передачи видео по каналам радиовещания, уменьшать пространство,… … Википедия

сжатие (в информационных технологиях) — сжатие Преобразование данных либо программ с целью уменьшения их размеров. Сжатие может быть статическим либо динамическим. В первом случае оно происходит в виде отдельной операции, скорость выполнения которой не имеет существенного значения.… … Справочник технического переводчика

Сжатие с использованием вейвлет — Вейвлетное сжатие общее название класса методов кодирования изображений, использующих двумерное вейвлет разложение кодируемого изображения или его частей. Обычно подразумевается сжатие с потерей качества. Существенную роль в алгоритмах… … Википедия

Сжатие данных — Возможно, эта статья содержит оригинальное исследование. Добавьте ссылки на источники, в противном случае она может быть выставлена на удаление. Дополнительные сведения могут быть на странице обсуждения. (26 мая 2012) … Википедия

сжатие неподвижных изображений — Преобразование изображений в цифровую форму с использованием скалярного или векторного квантования. Неподвижное изображение содержит большую избыточность, устранение которой позволяет повысить эффективность передачи и снизить объем памяти,… … Справочник технического переводчика

СЖАТИЕ ДАННЫХ — СЖАТИЕ ДАННЫХ, в вычислительной технике методика, позволяющая добиться сокращения объема памяти, занимаемой данными. Для этого прописные буквы представляют меньшим числом бит, чем обычно, а часто употребляемые слова воспроизводят сокращенными… … Научно-технический энциклопедический словарь

Источник

Простым языком о том, как работает сжатие файлов

Авторизуйтесь

Простым языком о том, как работает сжатие файлов

Сжатие файлов позволяет быстрее передавать, получать и хранить большие файлы. Оно используется повсеместно и наверняка хорошая вам знакомо: самые популярные расширения сжатых файлов — ZIP, JPEG и MP3. В этой статье кратко рассмотрим основные виды сжатия файлов и принципы их работы.

Что такое сжатие?

Сжатие файла — это уменьшение его размера при сохранении исходных данных. В этом случае файл занимает меньше места на устройстве, что также облегчает его хранение и передачу через интернет или другим способом. Важно отметить, что сжатие не безгранично и обычно делится на два основных типа: с потерями и без потерь. Рассмотрим каждый из них по отдельности.

Сжатие с потерями

Такой способ уменьшает размер файла, удаляя ненужные биты информации. Чаще всего встречается в форматах изображений, видео и аудио, где нет необходимости в идеальном представлении исходного медиа. MP3 и JPEG — два популярных примера. Но сжатие с потерями не совсем подходит для файлов, где важна вся информация. Например, в текстовом файле или электронной таблице оно приведёт к искажённому выводу.

MP3 содержит не всю аудиоинформацию из оригинальной записи. Этот формат исключает некоторые звуки, которые люди не слышат. Вы заметите, что они пропали, только на профессиональном оборудовании с очень высоким качеством звука, поэтому для обычного использования удаление этой информации позволит уменьшить размер файла практически без недостатков.

20–22 декабря, Онлайн, Беcплатно

Аналогично файлы JPEG удаляют некритичные части изображений. Например, в изображении с голубым небом сжатие JPEG может изменить все пиксели на один или два оттенка синего вместо десятков.

Чем сильнее вы сжимаете файл, тем заметнее становится снижение качества. Вы, вероятно, замечали такое, слушая некачественную музыку в формате MP3, загруженную на YouTube. Например, сравните музыкальный трек высокого качества с сильно сжатой версией той же песни.

Сжатие с потерями подходит, когда файл содержит больше информации, чем нужно для ваших целей. Например, у вас есть огромный файл с исходным (RAW) изображением. Целесообразно сохранить это качество для печати изображения на большом баннере, но загружать исходный файл в Facebook будет бессмысленно. Картинка содержит множество данных, не заметных при просмотре в социальных сетях. Сжатие картинки в высококачественный JPEG исключает некоторую информацию, но изображение выглядит почти как оригинал.

При сохранении в формате с потерями, вы зачастую можете установить уровень качества. Например, у многих графических редакторов есть ползунок для выбора качества JPEG от 0 до 100. Экономия на уровне 90 или 80 процентов приводит к небольшому уменьшению размера файла с незначительной визуальной разницей. Но сохранение в плохом качестве или повторное сохранение одного и того же файла в формате с потерями ухудшит его.

Посмотрите на этот пример.

Оригинальное изображение, загруженное с Pixabay в формате JPEG. 874 КБ:

Результат сохранения в формате JPEG с 50-процентным качеством. Выглядит не так уж плохо. Вы можете заметить артефакты по краям коробок только при увеличении. 310 КБ:

Исходное изображение, сохранённое в формате JPEG с 10-процентным качеством. Выглядит ужасно. 100 КБ:

Где используется сжатие с потерями

Как мы уже упоминали, сжатие с потерями отлично подходит для большинства медиафайлов. Это крайне важно для таких компаний как Spotify и Netflix, которые постоянно транслируют большие объёмы информации. Максимальное уменьшение размера файла при сохранении качества делает их работу более эффективной.

Сжатие без потерь

Сжатие без потерь позволяет уменьшить размер файла так, чтобы в дальнейшем можно было восстановить первоначальное качество. В отличие от сжатия с потерями, этот способ не удаляет никакую информацию. Рассмотрим простой пример. На картинке ниже стопка из 10 кирпичей: два синих, пять жёлтых и три красных.

Вместо того чтобы показывать все 10 блоков, мы можем удалить все кирпичи одного цвета, кроме одного. Используя цифры, чтобы показать, сколько кирпичей каждого цвета было, мы представляем те же данные используя гораздо меньше кирпичей — три вместо десяти.

Это простая иллюстрация того, как осуществить сжатие без потерь. Та же информация сохраняется более эффективным способом. Рассмотрим реальный файл: mmmmmuuuuuuuoooooooooooo. Его можно сжать до гораздо более короткой формы: m5u7o12. Это позволяет использовать 7 символов вместо 24 для представления одних и тех же данных.

Где используется сжатие без потерь

ZIP-файлы — популярный пример сжатия без потерь. Хранить информацию в виде ZIP-файлов более эффективно, при этом когда вы распаковываете архив, там присутствует вся оригинальная информация. Это актуально для исполняемых файлов, так как после сжатия с потерями распакованная версия будет повреждена и непригодна для использования.

Другие распространённые форматы без потерь — PNG для изображений и FLAC для аудио. Форматы видео без потерь встречаются редко, потому что они занимают много места.

Сжатие с потерями vs сжатие без потерь

Теперь, когда мы рассмотрели обе формы сжатия файлов, может возникнуть вопрос, когда и какую следует использовать. Здесь всё зависит от того, для чего вы используете файлы.

Скажем, вы только что откопали свою старую коллекцию компакт-дисков и хотите оцифровать её. Когда вы копируете свои компакт-диски, имеет смысл использовать формат FLAC, формат без потерь. Это позволяет получить мастер-копию на компьютере, которая обладает тем же качеством звука, что и оригинальный компакт-диск.

Позже вы, возможно, захотите загрузить музыку на телефон или старый MP3-плеер. Здесь не так важно, чтобы музыка была в идеальном качестве, поэтому вы можете конвертировать файлы FLAC в MP3. Это даст вам аудиофайл, который по-прежнему достаточно хорош для прослушивания, но не занимает много места на мобильном устройстве. Качество MP3, преобразованного из FLAC, будет таким же, как если бы вы создали сжатый MP3 с оригинального CD.

Тип данных, представленных в файле, также может определять, какой вид сжатия подходит больше. В PNG используется сжатие без потерь, поэтому его хорошо использовать для изображений, в которых много однотонного пространства. Например, для скриншотов. Но PNG занимает гораздо больше места, когда картинка состоит из смеси множества цветов, как в случае с фотографиями. В этом случае с точки зрения размера файлов лучше использовать JPEG.

Проблемы во время сжатия файлов

Бесполезно конвертировать формат с потерями в формат без потерь. Это пустая трата пространства. Скажем, у вас есть MP3-файл весом в 3 МБ. Преобразование его в FLAC может привести к увеличению размера до 30 МБ. Но эти 30 МБ содержат только те звуки, которые имел уже сжатый MP3. Качество звука от этого не улучшится, но объём станет больше.

Также стоит иметь в виду, что преобразовывая один формат с потерями в аналогичный, вы получаете дальнейшее снижение качества. Каждый раз, когда вы применяете сжатие с потерями, вы теряете больше деталей. Это становится всё более и более заметно, пока файл по существу не будет разрушен. Помните также, что форматы с потерями удаляют некоторые данные и их невозможно восстановить.

Заключение

Мы рассмотрели как сжатие файлов с потерями, так и без потерь, чтобы увидеть, как они работают. Теперь вы знаете, как можно уменьшить размер файла и как выбрать лучший способ для этого.

Алгоритмы, которые определяют, какие данные выбрасываются в методах с потерями и как лучше хранить избыточные данные при сжатии без потерь, намного сложнее, чем описано здесь. На эту тему можно почитать больше информации здесь, если вам интересно.

Источник

Как работает сжатие цифровой фотографии – базовые алгоритмы

Сжатие является большой проблемой, когда дело доходит до фотографий. Вы можете легко испортить большое изображение, сжимая его слишком много или слишком часто.

Если Вы будете понимать принципы сжатия цифровой фотографии, вы сможете правильно управлять им, чтобы удовлетворить потребности конкретного изображения.

Что такое сжатие файла

Сжатие используется для уменьшения размера любого файла на компьютере, включая файлы изображений. Файлы сжимаются, чтобы уменьшить их размер и облегчить их публикацию в Интернете. Однако, когда дело доходит до фотографий, сжатие не всегда полезно, потому что сжатие может повлиять на качество изображения.

Различные форматы файлов фотографий на камерах DSLR и компьютерах применяют разные уровни сжатия. Когда изображение сжимается – в камере или на компьютере – в файле остается меньше информации, а более мелкие детали цвета, контрастности и резкости могут вовсе исчезнуть.

С таким форматом сжатия, как в файле JPEG, вы можете поместить больше файлов на карту памяти, но при этом вы жертвуете качеством. Опытные фотографы избегают сжатия, снимая в формат RAW, в котором сжатие не применяется. Однако, для обычной фотографии сжатие в формате JPEG не является существенным недостатком.

Когда заметно сжатие

Разница в форматах сжатия может быть не заметна на ЖК-экране камеры или даже на мониторе компьютера. Это наиболее очевидно при печати изображения, особенно если оно увеличено. Слишком сильное сжатие может повлиять даже на качество печати размером 8×10 дюймов. Однако, если вы просто делитесь фотографией в социальных сетях, потери при сжатии не будут заметны.

Цифровая фотография значительно продвинулась в последние годы. Многие фотографы хотят использовать новейшие камеры с максимальным количеством мегапикселей и постоянно обновляются, чтобы использовать новейшие технологии. Однако, если те же фотографы не обращают внимания на сжатие в момент захвата изображения, они теряют качество, за которое заплатили.

Как работает цифровое сжатие

Цифровой датчик способен захватывать гораздо больше информации, чем может обработать человеческий глаз. Следовательно, некоторая часть этой информации может быть удалена во время сжатия, и зритель ничего не заметит.

Механизм сжатия ищет любые большие области повторяющихся цветов и удаляет некоторые повторяющиеся данные. Затем они восстанавливаются на изображении при распаковке файла.

Два типа сжатия изображений

Два типа сжатия – без потерь и с потерями, и они означают именно то, как звучит их название.

Советы по предотвращению проблем со сжатием

Любой фотограф может предпринять шаги, чтобы не потерять качество фотографии при сжатии.

Источник

Чёткость до последнего байта: как делать веб-графику хорошо, часть вторая

Вторая часть перевода статьи, в которой мы продолжаем разбираться в веб-графике и оптимизации.

В предыдущем посте вы узнали, почему не все пиксели равны, критерии качества изображений и почему те иногда «шакалятся», а еще познакомились с SVG-форматом поближе. Сегодня продолжаем тему — расскажем о растровых форматах графики в интернете и поговорим о сжатии изображений. Оригинал статьи авторства Полины Гуртовой, Риты Клубочкиной и Энди Барнова ищите в блоге Evil Martians.

У нас есть изображение размером 1000 × 1000 пикселей. Мы можем представить каждый пиксель четырьмя числами: три для цвета и одно для прозрачности. Каждое число — это один байт. Итого: 4 * 1000 * 1000 * 1 байт — это 4 Мбайт необработанных данных изображения (довольно много). Нам нужно сжать изображение перед отправкой в браузер, а браузер должен декодировать его обратно.

Алгоритмы сжатия бывают «без потерь» и «с потерями»: первый способ гарантирует, что пиксели, из которых состоит изображение, будут точно соответствовать оригиналу, а второй будет ухудшать качество изображения для экономии места.

Сжатие обрабатывается кодировщиками — программами, которые используют набор алгоритмов, работающих с исходными данными изображения на разных этапах сжатия. На некоторых из этих этапов исходные данные могут быть отброшены, что приведет к сжатию с потерями (кстати, описанное выше уменьшение масштаба также приводит к потерям).

Создавая цифровой продукт, вам необязательно знать математику алгоритмов сжатия. Все, что нужно знать, — что выбор энкодера, его настройки и количество его запусков приведут к изменению визуального качества. А уж насколько это будет приемлемое изменение, зависит от вашего контекста.

Идеальной компрессии не бывает — есть только та, которая подходит для вашего случая.

Источник

Как сжать фотографию и сохранить качество

Каждый день активный пользователь сети Интернет сталкивается с огромным количеством фотографий: это и реклама, и новости, и просто общение с друзьями, которые хотят поделиться своими впечатлениями от какого-либо фото.

Люди загружают фотографии на странички в социальных сетях, на свои сайты, открывают темы на форумах, отправляют друзьям и родственникам с помощью электронной почты и т.д. Фотографии, сделанные на современные фотоаппараты, занимают много места на различных носителях информации.

Часто перед пользователями возникает вопрос: « как сжать фотографию? », потому как « большой вес » изображения является причиной следующих неудобств:

Чтобы таких проблем не возникало, нужно сжимать фотографии для интернета. Для личного пользования, то есть, просмотра на своем ПК или ноутбуке, это необязательно.

Сжатие фото онлайн

Сжать фотографию онлайн – это самый легкий и быстрый способ решения проблемы относительно того, что изображение слишком много весит. Для этого нужно зайти в онлайн-сервис, который ориентирован на сжатие фотографий: в основном, это уменьшение размера снимков за счет уменьшения расширения.

Ниже приведены несколько бесплатных онлайн-сервисов подобного рода:

Программы для сжатия фотографий

« Как сжать размер фотографии? » — такой вопрос частенько предстает перед начинающими фотографами, да и не только перед ними.

Самая большая ошибка – это попытка уменьшить фотографию, не меняя размер изображения, а жертвуя качеством снимка. Итогом таких действий является размытое изображение, которое не помещается в экране. Для получения хорошей картинки с маленьким весом можно воспользоваться самым простым графическим редактором под названием Paint :

Уменьшить размер изображения в paint не составит труда, если выполнить следующие действия:

Также уменьшить вес фотографии можно в профессиональном графическом редакторе Photoshop :

Для уменьшения веса необходимо:

Советы по сжатию изображений

Как сжать фотографии для отправки по электронной почте или просто для размещения в сети Интернет? Как было сказано выше, перед отправкой необходимо уменьшить вес изображений. Выполняя сжатие, желательно придерживаться следующих правил:

Сжимаем много

Как сжать сразу несколько фотографий? Нередко возникает необходимость отправить кому-либо большое количество фотографий или просто разместить их на сайте. Естественно, для начала вес фото необходимо оптимизировать. Сделать это можно как онлайн, так и пользуясь программами, установленными на ПК или ноутбуке.

Для более качественной обработки фотографий лучше использовать приложения, которые устанавливаются на ваш компьютер. Примером такой программы является Picture Combine — данный графический редактор позволяет проводить пакетную оптимизацию фотографий. Программа проста в использовании, поэтому овладеть ей сможет каждый:

Как сжать несколько фотографий в фотошопе

В фотошопе также есть возможность сжать несколько фотографий одновременно. Для этого необходимо создать action – алгоритм действий для пакетной обработки фотографий.

Ниже описаны шаги по созданию подобного алгоритма:

Сжимаем целую папку

Как сжать папку с фотографиями? Такой вопрос возникает обычно тогда, когда необходимо сохранить фотографии на носителе, имеющем маленькую емкость, например, на флэшке. Или же, когда нужно отправить большое количество фотографий по электронной почте.

Для решения данной задачи лучше всего воспользоваться архиватором, который уменьшит вес папки ( от 20 до 75 процентов ). Самым распространенным архиватором является WinRar :

Для того чтобы сжать папку, необходимо кликнуть по ней правой кнопкой мыши и выбрать пункт « Добавить в архив ». Откроется окно с параметрами, в котором можно выбрать метод сжатия и формат архива, после чего нужно нажать « Ок » — начнется процесс сжатия.

Размер и вес изображения имеют большое значение при его размещении в интернете, поэтому необходимо уметь пользоваться средствами для оптимизации фотографий.

Источник