Ecco una ripartizione di come funziona la codifica pixel e diversi approcci:
Idea di base: L'obiettivo fondamentale è quello di rappresentare i dati pixel con meno bit rispetto alla rappresentazione originale non compressa (ad esempio, 24 bit per pixel per un'immagine a colori). Ciò si ottiene sfruttando licenziamenti e schemi nei dati dei pixel.
tecniche di codifica pixel comuni:
* codifica di lunghezza (RLE): Questa è una tecnica semplice efficace per le immagini con ampie aree di colore uniforme. Sostituisce sequenze di pixel identici con un singolo valore che indica il valore dei pixel e la lunghezza dell'esecuzione. Ad esempio, "AAAAABBBCC" diventa "A6B3C2". È altamente efficace per la grafica o le immagini semplici con molte regioni solide, ma meno efficace per immagini complesse con molti dettagli e variazioni.
* Codifica entropica (codifica Huffman, codifica aritmetica): Queste tecniche assegnano codici più brevi a valori di pixel più frequente e codici più lunghi a quelli meno frequenti. Sfruttano la distribuzione statistica dei valori dei pixel nell'immagine per ottenere la compressione. La codifica Huffman utilizza codici a lunghezza variabile in base a una tabella di codice priva di prefisso, mentre la codifica aritmetica rappresenta l'intera sequenza di simboli come un singolo numero frazionario. Entrambi sono molto efficaci nel ridurre la dimensione del file.
* Quantizzazione: Ciò comporta la riduzione del numero di possibili valori di pixel. Invece di rappresentare ogni pixel con, diciamo, 256 livelli di grigio (8 bit), potrebbe essere rappresentato con meno livelli (ad esempio, 16 livelli, usando solo 4 bit). Ciò riduce la precisione dell'immagine ma raggiunge una compressione significativa. La quantizzazione è comunemente usata in combinazione con altre tecniche di compressione. La perdita di precisione contribuisce alla compressione della perdita.
* Codice predittiva: Questo approccio prevede il valore di un pixel in base ai valori dei pixel vicini. Viene codificata solo la differenza (errore di previsione) tra il valore di pixel effettivo e il valore previsto, riducendo la quantità di dati necessari per rappresentare l'immagine. La modulazione del codice impulso differenziale (DPCM) è una forma comune di codifica predittiva.
relazione con altri metodi di compressione:
La codifica dei pixel spesso non è usata da sola. In genere è un passaggio finale * dopo * altre trasformazioni. Per esempio:
* jpeg: Utilizza la trasformata discreta del coseno (DCT) per trasformare i blocchi di pixel in coefficienti di frequenza. Quindi, la quantizzazione riduce la precisione di questi coefficienti e, infine, la codifica entropica (huffman o simile) viene utilizzata per codificare in modo efficiente i coefficienti quantificati. Pertanto, la codifica dei pixel (quantizzazione e codifica entropica) funziona sui dati trasformati.
* Png: Utilizza una combinazione di filtraggio (codifica predittiva) e deflazione della compressione (basata su LZ77, una forma di codifica del dizionario) per comprimere i dati dell'immagine grezza in modo più efficiente dopo aver applicato un metodo di filtraggio adatto.
In sintesi, la codifica pixel è una famiglia di tecniche che manipola direttamente i valori dei pixel per ridurre la quantità di dati necessari per archiviare o trasmettere un'immagine. La sua efficienza dipende notevolmente dalle caratteristiche dell'immagine e viene spesso utilizzata insieme ad altri metodi di compressione per risultati ottimali.
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