информации. Существуют алгоритмы сжатия с потерями, к числу ко-
торых относится JPEG (Joint Photographic Experts Group), расширение
JPG. Этот алгоритм использует идею, реализованную в современных си-
стемах цветного телевидения (SECAM, PAL, NTSC), и применяется
при обработке фотографий и других подобных изображений, а также
в издательских системах. При этом учитывается, что человеческий глаз
очень чувствителен к изменению яркости изображения, но не замеча-
ет цвет мелких его деталей.
Алгоритм JPEG переводит цветное изображение из пространства
цвета RGB в пространство YCbCr (как
в
телевидении):
Y
определяет яр-
кость пиксела, СЬ задает насыщенность для синего цвета, Сг— насы-
щенность красного. Насыщенность зеленого формируется комбинаци-
ей Y, СЬ, Сг. Если исключить цветность, т.е. СЬ, Сг, то, используя Y,
можно получить черно-белое (полутоновое) изображение.
После перехода к пространству YCbCr данные фильтруются раздель-
но для Y, СЬ, Сг в окне 8x8 пикселов с использованием дискретного
преобразования Фурье. При этом оцениваются амплитуды гармониче-
ских составляющих, те составляющие, амплитуды которых ниже поро-
га, отбрасываются. Для данных СЬ и Сг порог устанавливается более вы-
соким, чем для Y, и мелкие детали изображения становятся
черно-белыми. Далее
Y,
СЬ, Сг кодируются кодами переменной длины
методом Хаффмана.
Алгоритм
J
PEG обеспечивает очень высокий коэффициент сжатия.
Цветной вариант (RGB) изображения на рис. 1.2 размером 780x780 пик-
селов, 1,46 Мбайт, сжатый по методу JEPG, занимает всего 65 кбайт.
JPEG нередко может восстанавливать полноцветное изображение, субъ-
ективно неотличимое от подлинника, используя несколько больше од-
ного бита на пиксел при хранении. Алгоритм JPEG не слишком удачен
для изображений с небольшим количеством цветов и резкими граница-
ми,
например для мультипликации, и малопригоден для хранения изо-
бражений, получаемых при исследовании Земли из космоса и предназ-
наченных для последующей обработки на ЭВМ.
Некоторая потеря информации происходит при фрактальном сжа-
тии изображений. Понятие фрактала достаточно употребительно в ма-
тематике и физике.
Фрактальное свойство
плоских изображений состо-
ит в том, что если выбрать одну из связанных точек в качестве центра
окружности, то «масса вещества» т, сосредоточенного внутри окруж-
ности, будет зависеть от радиуса по закону т (R) ~ R
D
, где D< 2 — па-
раметр фрактальной размерности. Фракталы удачно описывают объек-
ты с «пористой» структурой, основными элементами которой являются
фрактальные пакеты или фрактальные кластеры. В изображении оты-
скиваются фрактальные пакеты, которые затем компактно описывают-
77