A Compressão de Imagens

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Critérios de fidelidade subjetivos

Notas para um critério de avaliação subjetivo usando HDTV:

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Compressão Simétrica versus Assimétrica

Compressão simétrica: Transformadas de Wavelets (WT) e Transformadas de Cossenos (DCT, do inglês, Discrete Cosine Transform), onde o tempo de compressão é igual ao de descompressão.

Compressão assimétrica: fractal, onde o tempo de compressão é bem maior que o tempo de descompressão.

*Classificação quanto ao tempo de compressão e descompressão.

Compressão por Transformada

•Uma transformação linear inversível é usada para mapear a imagem para um conjunto de coeficientes, que são então quantizados e codificados.

•O estágio de quantização pode eliminar os coeficientes quecarregam menos informação.

Comprimindo Imagens com a Geometria Fractal

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Determinando o SFI de imagens automaticamente

Sistemas de Funções de Iteração Particionados SFIP que buscam a auto-similaridade entre partes maiores e partes menores da imagem.

•As imagens são vistas como uma colagem de partes auto similares que podem ser mapeadas entre si.

•Como partes menores tomam-se blocos quadrados de n x n pixels, chamados de blocos imagem ou molde, e como partes maiores blocos com o dobro das dimensões do menor (2n x 2n), chamados de blocos domínio.

A imagem deve ser entendida como um objeto tridimensional, o valor da tonalidade de um pixel (z) é tratado como sendo a terceira dimensão espacial. Os blocos tornam-se cubos.

Compressão por Wavelets

Wavelets são conjuntos de funções matemáticas que são usadas para representar dados ou outras funções.

A Análise de Wavelet é uma ferramenta matemática para decomposição em nível hierárquico em um conjunto de aproximações e detalhes.

O nível hierárquico corresponde à escala diática (formado por potência de 2).

Permite a descrição de uma função em termos globais, mais termos que variam de detalhes globais até detalhes finos.

A função em questão pode ser uma imagem, uma curva ou uma superfície.

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Padrões de Compressão de Imagem

GIF

•GIF (Graphics Interchange Format) - usa o algoritmo LZW.

•Pode armazenar mais de uma imagem no arquivo (animações).

•Armazena apenas imagens em cinza ou RGB com tabelas de 256 cores ou menos.

•Assinatura ‘GIF’: A assinatura é ‘GIF’ + ano/versão.

PNG

•PNG (Portable Network Graphics) - usa uma variação do algoritmo Lempel-Ziv 77 e também compressão Huffman , depois da compressão LZ, numa forma denominado LZH ou de Deflate/Inflate.

•PNG com animação é conhecido como MNG (Multiple Image Network Graphics).

•PNG surgiu em 1996 como substituto para o formato GIF.

•Permite comprimir as imagens sem perda de qualidade com muitas cores.

JPEG

•JPEG (Joint Photographic Experts Group) - compressão com perdas.

•Permite o uso de até 224 16 milhões de cores.

•O tamanho dos seus arquivos de imagens costuma ser bem pequeno.

•Usa a compressão DCT (e depois Huffman).

•Permite gravar imagens sem usar tabelas de cores usando toda a informação de Tons de Cinza ou RGB.

•A compressão é realizada em três passos: computação; quantização; atribuição do código de tamanho variável.

O processo de compactação JPEG é composto das seguintes fases:

-A imagem é divida em blocos de 8x8 pixels e em cada um destes blocos é calculada a DCT (discrete cossine transform);

- Os coeficientes gerados pela DCT são quantizados e alguns coeficientes até eliminados.

- Na última etapa a codificação de Huffman é aplicada aos

coeficientes quantizados.

JPEG2000

•JPEG 2000 é um formato de codificação de imagem que usa técnicas de compressão wavelets.

•Foi criado em 1999 utilizando métodos de lógica nebulosa para criar os dados de origem.

• Pode compactar até 90% do arquivo original sem perder a qualidade de imagem,

MJPEG

•O MJPEG (“motion-JPEG”) - comprime na forma JPEG cada quadro de vídeo antes da transmissão.

•Não usa compressão inter-quadro.

•Escolhe automaticamente a taxa de quadro vídeo, baseado no codec usado (NTSC, PAL, SECAM, etc).

MPEG-1

•MPEG (Motion Pictures Experts Group) arquiva a imagem em três estágios: redução da banda passante, compressão com perda, e o estágio final uma compressão com menos perda.

• O algoritmo de compressão é baseado em duas