| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | О | б | р | а | б | о | т | к | а | | и | з | о | б | р | а | ж | е | н | и | й | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| "Электроника" 10/1991 стр.20 | |
| автор Милт Леонард |
| |
| В системах компьютерной графики и обработки изображений каждый элемент |
| изображения (пиксел) характеризуется 8-разрядным числом (уровень серого) или |
| тремя 8-разрядными словами (информация о цвете). В новом стандарте XGA графики |
| высокого разрешения для персональных компьютеров PC корпорации IBM |
| предусматривается формирование кадра, содержащего 1024x768 пиксел. При этом |
| для воспроизведения одного цветного изображения на таком экране требуется 2,4 |
| Мбайт массив данных. Поскольку такой массив приходится хранить в специальных |
| кадровых буферах дисплея или принтера и в течение длительного времени |
| передавать по последовательным линиям связи (модем, работающий на скорости |
| 9600 бит/с, передаст это изображение за 31 минуту), важное значение |
| приобретают стандартные процедуры сжатия, которые позволяют снизить объем |
| обрабатываемой, выводимой, хранимой и передаваемой видеоинформации. |
| |
| Стандарт JPEG (Joint Photographics Experts Group - объединенная группа |
| экспертов в области фотографии) предусматривает кодирование "без потерь", |
| которое обеспечивает точное воспроизведение кадра при коэффициенте сжатия |
| около 2:1, что особенно важно для медицинских установок обработки изображений. |
| Кроме того, такой метод позволяет получить близкое к идеальному качество |
| воспроизведения при коэффициенте сжатия до 20:1. |
| |
| ----[skip]------------------------------------------------------- |
| |
| Нет сомнения в том, что новые способы сжатия, которые в настоящее время |
| активно разрабатываются, в дальнейшем вытеснят существующие стандартные |
| алгоритмы. Например, сейчас алгоритм JPEG на обработку блоков 8x8 пикселов |
| затрачивает 192 операции умножения. "А другой алгоритм требует всего 64 |
| операции умножения, - говорит Гэри (компания Oak Technology), - причем я |
| слышал об алгоритме, который вообще не требует операций умножения". |
| Существующие алгоритмы сжатия данных для обработки цветных изображений |
| сейчас основываются на дискретном косинусоидальном преобразовании, однако |
| промышленные фирмы ищут более эффективные и экономичные способы, без которых |
| трудно рассчитывать на успешное внедрение на рынке бытовой техники. |
| Один из многообещающих алгоритмов предусматривает применение |
| запатентованного фрактального (fractal transform) метода для сжатия и |
| разуплотнения цветных изображений. В общем случае фрактальная структура - это |
| нерегулярная структура или изображение, для образования которого используется |
| неопределенное число аналогичных нерегулярных структур. Главное достоинство |
| данного метода заключается в том, что генерацию изображения можно осуществлять |
| при помощи относительно простой компьютерной программы. |
| Математики Майкл Барнсли и Алан Слоун разработали обратную процедуру - они |
| нашли способ автоматического определения фрактальных преобразований по |
| цифровым данным изображений. Их компания Iterated Systems Inc. (Норкрос, |
| шт.Джоржия) создала программно-аппаратный комплекс стоимостью 25 тыс.долл., |
| ядром которого является плата кодера, осуществляющая сжатие полутоновых и |
| цветных изображений, занимающая полное гнездо компьютера с шиной ISA и |
| содержит RISC-процессор 80960 компании Intel и восемь специализированных ИС |
| цифровых процессоров сигналов (эти ИС выполняют вычисления по фрактальному |
| алгоритму). Эта плата производит сжатие полутонового изображения 320x200 8-бит |
| пикселов приблизительно за три секунды, выполняя при этом около 2 млрд. |
| операций и используя коэффициент сжатия 20:1. |
| Типичное видеоизображение размером 640x400 24-бит пикселов сжимается до |
| объема от 5000 до 15000 байт, что соответствует коэффициенту сжатия 77:1. |
| Воспроизведение сжатого файла осуществляется независимо от разрешения. "В |
| действительности система может восстановить изображение с более высоким |
| разрешением, чем у исходного, - говорит Луиза Ансон (представитель фирмы |
| Iterated Systems). - Изображение 320x200 24-бит пикселов можно сжать до 10 |
| Кбайт, а затем восстановить до разрешения 640x400 пикселов". Компания |
| заявляет, что качество восстановленных по ее алгоритму изображений гораздо |
| лучше, чем в случае алгоритма JPEG. |
| Фрактальный алгоритм сжатия при максимальном коэффициенте сжатия позволяет |
| сократить файл изображения в 500 раз по отношению к исходному размеру, правда, |
| за счет некоторого ухудшения четкости для изображения высокого разрешения. |
| Коэффициенты сжатия варьируются в зависимости от таких факторов, как качество |
| изображения, сложность и разрешение, а время сжатия находится в интервале от |
| 16 с до 2 мин. На восстановление сжатого файла система затрачивает менее одной |
| секунды. На кодирование затрачивается гораздо больше вычислительных операций, |
| чем на декодирование. В связи с этим, по крайней мере вначале, фрактальный |
| алгоритм будет, по-видимому, применяться с определенными ограничениями - |
| сжатые файлы будут формироваться в вычислительном центре с мощными машинами, а |
| затем распространяться по сети узлов, оснащенных персональными компьютерами и |
| программными средствами восстановления изображений. |
| |
| Syndicat BBS |