Dateiformate .jpeg Verlustbehaftete Kompression.

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

1 Dateiformate .jpeg Verlustbehaftete Kompression

2 JPEG Y DCT Gewichtung Cr Codierung DCT Gewichtung C DCT Gewichtung Cb
Farbreduktion z.B. 4:2:2 4:1:1

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

4 DCT: Diskrete Cosinus Transformation
Kompressions-Idee = höhere Komponenten „vernachlässigen“

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

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

7 DCT: Diskrete Cosinus Transformation

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

9 DCT: Diskrete Cosinus Transformation
Beispiel:

10 Basisfunktionen der DCT
Jede Funktion ist Linearkombination aus diesen 8 Basisfunktionen

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

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

13 Gewichtungsmatrix

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

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

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

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

18 Datei-Formate: TIFF Tagged Image File Format

19 TIFF: Tagged Image File Format
(Aldus et. al 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, YCDCT, CIE, JPEG, Tiled Images 0 1 Huffman-Code: Häufig vorkommende Zeichen durch kurze Codes, seltene durch längere Codes: Präfix-Code

20 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 Black run Code length word 1 010 2 11 3 10 4 011

21 BMP PNG GIF JPEG Truecolor Unkompr. 1.179.702 RLE 1.049.229 34.576
768*512 Graustufen Unkompr RLE LZW LZW 32.495 768*512 Bit Palette Unkompr RLE LZW LZW 36.026 801*602 Bit Palette Unkompr. RLE RLE ??? LZW 8.159 17.027

22 Vorlesung „Medientechnik WS 1999/2000“
Dr. Manfred Jackel Studiengang Computervisualistik Institut für Informatik Universität Koblenz-Landau Rheinau Koblenz © Manfred Jackel WWW: mtech.uni-koblenz.de Literatur zu diesem Kapitel Hyperlinks zu diesem Kapitel Grafik-Quellen