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Medien- Technik Dateiformate.jpeg Verlustbehaftete Kompression.

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Präsentation zum Thema: "Medien- Technik Dateiformate.jpeg Verlustbehaftete Kompression."—  Präsentation transkript:

1 Medien- Technik Dateiformate.jpeg Verlustbehaftete Kompression

2 Medien- Technik JPEG Y CrCr CbCb Farbreduktion z.B. 4:2:2 DCT Gewichtung Codierung C 4:1:1

3 Medien- Technik DCT: Diskrete Cosinus Transformation Baron de Fourier, Jean Baptiste Joseph 1768-1830 Théorie analytique de la chaleur (1822) Periodische Funktionen: Satz aus der Mathematik: Jede einigermaßen anständige periodische Funktion lässt sich als Fourier-Reihe darstellen.

4 Medien- Technik DCT: Diskrete Cosinus Transformation Kompressions-Idee = höhere Komponenten vernachlässigen

5 Medien- Technik Bildzeile aus 8 Pixel mit Grauwerten Durch Spiegelung symmetrisch machen Die 16 Pixel können als symmetrische periodische Funktion aufgefasst werden. Folgerung: Es gibt eine Fourier-Reihe für diesen Farbstreifen Wegen der Symmetrie: nur Cosinus-Glieder Wegen der Diskretheit: nur 8 Terme ! DCT: Diskrete Cosinus Transformation

6 Medien- Technik DCT: Diskrete Cosinus Transformation Wir brauchen nur die 8 Stellen Mit viel Mathematik erhält man folgende Matrix:

7 Medien- Technik DCT: Diskrete Cosinus Transformation

8 Medien- Technik DCT: Diskrete Cosinus Transformation Es gilt: Pixelwerte im Ortsraum Frequenzwerte im Frequenzraum

9 Medien- Technik DCT: Diskrete Cosinus Transformation Beispiel:

10 Medien- Technik Basisfunktionen der DCT Jede Funktion ist Linearkombination aus diesen 8 Basisfunktionen

11 Medien- Technik DCT: Diskrete Cosinus Transformation Anwendung auf N*N Pixel Anwendung der DCT auf Zeilen und Spalten

12 Medien- Technik Visualisierung DCT Basis-Bilder der DCT Kompressionsidee: Hohe Frequenzen kleinerer Amplitude können vernachlässigt werden !

13 Medien- Technik Gewichtungsmatrix

14 Medien- Technik Koeffizienten der DCT-Transformierten Zick-Zack notieren: Dadurch kommen die hohen Frequenzen nach hinten

15 Medien- Technik Ausgangsbild Pixelwerte-128 Transformiertes Bild Gewichtete Matrix mit vielen Nullen Zickzack Aufsammeln und mit Huffman codieren.

16 Medien- Technik Kompressionsartefakte unkomprimiert 50% Qualität 320*228 Pixel, 62 kB 320*228 Pixel, 12 kB

17 Medien- Technik Kompressionsartefakte 20% Qualität 320*228 Pixel, 9,3 kB

18 Medien- Technik Datei-Formate: TIFF Tagged Image File Format.tif.tiff

19 Medien- Technik TIFF: Tagged Image File Format (Aldus et. al. 1986 ff, heute Adobe) Tiff 3.0: SW und Graustufen Tiff 4 (1987): zusätzlich RGB, CCITT-Komprimierung, PackBits Tiff 5 (1988): Farbpaletten, LZW-Komprimierung Tiff 6 (1992): CMYK, RGBA, YC D C T, CIE, JPEG, Tiled Images Huffman-Code: Häufig vorkommende Zeichen durch kurze Codes, seltene durch längere Codes: Präfix-Code 0101 0 10 11 0 10 110 111

20 Medien- Technik TIFF: Tagged Image File Format Kompression nach CCITT Schritt 1:Lauflängencodierung Schritt 2:Die Längenangaben nach Huffmann codieren Die Häufigkeiten werden einer Tabelle entnommen Unterschiedliche Codierung von schwarzen und weißen Läufen (Fax!) White run Code length word 0 00110101 1 000111 2 0111 3 1000 4 1011 5 1100 6 1110 7 1111 8 10011 9 10100 10 00111 11 01000 Black run Code length word 0 0000110111 1 010 2 11 3 10 4 011 5 0011 6 0010 7 00011 8 000101 9 000100 100000100

21 Medien- Technik BMPJPEGPNGGIF Unkompr. 394.294 RLE 401.448 LZW 292.224 LZW 208.39436.026 768*512 393.216 8 Bit Palette 768*512 393.216 256 Graustufen 801*602 482.804 8 Bit Palette Unkompr. 485.086 RLE 29.106 RLE ??? LZW 8.15917.027 Unkompr. 394.294 RLE 401.046 LZW 217.929 LZW 370.38732.495 Unkompr. 1.179.702 RLE Truecolor 1.049.229 34.576

22 Medien- Technik Vorlesung Medientechnik WS 1999/2000 Dr. Manfred Jackel Studiengang Computervisualistik Institut für Informatik Universität Koblenz-Landau Rheinau 1 56075 Koblenz © Manfred Jackel E-Mail:jkl@uni-koblenz.dejkl@uni-koblenz.de WWW:www.uni-koblenz.de/~jklwww.uni-koblenz.de/~jkl mtech.uni-koblenz.de Literatur zu diesem KapitelHyperlinks zu diesem KapitelGrafik-Quellen


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