ضغط الصور

عودة للموسوعة

ضغط الصور

ضغط الصور Image compression هونوع من ضغط البيانات المطبق على الصورة الرقمية ، لتقليل تكلفتها لـ التخزين أو الإرسال. قد تستفيد الخوارزمية من الإدراك البصري والخصائص الإحصائية لبيانات الصور لتقديم نتائج فائقة مقارنة بالطرق العامة لضغط البيانات التي تُستخدم للبيانات الرقمية الأخرى.

مقارنة صور JPEG المحفوظة بواسطة Adobe Photoshop بمستويات جودة مختلفة ومع أوبدون "حفظ للويب"

ضغط الصور مع فقد وبدون فقد للبيانات

قد يحدث ضغط الصورة مع فقد أو بدون فقد. يُفضل الضغط بدون فقد للأغراض الأرشيفية وغالبًا للتصوير الطبي أوالرسومات الفنية أوقصاصة فنية أوالقصص المصورة. تقدم طرق الضغط مع فقد ، خاصة عند استخدامها في معدلات البت المنخفضة ،ضغطاً صنعياً. تُعد الطرق ذات الفقد مناسبة بشكل خاص للصور الطبيعية مثل الصور الفوتوگرافية في التطبيقات حيثقد يكون فقدان الدقة (غير المحسوس أحيانًا) مقبولاً لتحقيق انخفاض كبير في معدل البت. يمكن حتى يسمى الضغط مع فقد الذي ينتج اختلافات لا تذكرها بصريًا بدون فقد.

طرق الضغط مع فقد:

  • ترميز التحويل - هذه هي الطريقة الأكثر استخدامًا.
    • تحويل جيب التمام المنفصل (DCT) - الشكل الأكثر استخدامًا لضغط مع فقد. وهي نوع من التحويل الخاص بفورييه ، وقد تم تطويرها في الأصل بواسطة ناصر أحمد ، ت. ناتاراجان وك. ر. راوعام 1974. يشار إلى DCT أحيانًا باسم "DCT-II" في سياق سلسلة من تحويلات جيب التمام المنفصلة (انظر تحويل جيب التمام المنفصل). بشكل عام هوالشكل الأكثر فعالية لضغط الصورة.
      • يتم استخدام DCT في JPEG ، وهوالتنسيق الأكثر فقداً والأحدث HEIF.
    • يتم أيضًا استخدام تحويل التموجات الذي تم تطويره مؤخرًا على نطاق واسع ، يليه التكمية والترميز الأنتروپي.
  • تقليل فراغ اللون إلى أكثر الألوان شيوعًا في الصورة. يتم تحديد الألوان المحددة في لوحة الألوان في بداية الصورة المضغوطة. يشير جميع پكسل إلى فهرس لون فقط في لوحة الألوان ، ويمكن دمج هذه الطريقة مع التذبذب لتجنب الالتصاق.
  • Chroma Subsampling. يستفيد هذا من حقيقة حتى العين البشرية تدرك التغيرات المكانية للسطوع بشكل أكثر حدة من تلك التي في اللون ، من خلال حساب متوسط ​​أوإسقاط بعض معلومات التلون في الصورة.
  • الضغط الكسري.

طرق الضغط بدون فقد:

  • تشفير بطول التشغيل - يستخدم بالطريقة الافتراضية في PCX وكأحد الميزات الممكنة في BMP ، TGA ، TIFF
  • ضغط صورة المجال
  • التشفير التنبئي - مستخدم في DPCM
  • ترميز الانتروپيا - إذا أكثر تقنيات تشفير الكون شيوعًا هي الترميز الحسابي وترميز هفمان
  • خوارزميات القاموس التكيفي مثل LZW - المستخدمة في GIF وTIFF
  • DEFLATE - يُستخدم في PNG و MNG وTIFF
  • رموز السلسلة


خصائص أخرى

أفضل جودة للصورة بمعدل ضغط معين (أومعدل البت) هوالهدف الرئيسي لضغط الصورة ، ومع ذلك ، هناك خصائص مهمة أخرى لمخططات ضغط الصورة:

يشير مصطلح قابلية التوسع بشكل عام إلى انخفاض الجودة الذي يتحقق من خلال معالجة تيار البت أوالملف (بدون فك الضغط وإعادة الضغط). أسماء أخرى لقابلية التوسع هي "الترميز التدريجي" أو"تدفقات البت المضمنة". على الرغم من طبيعتها المعاكسة ، يمكن العثور على قابلية التوسع أيضًا في برامج الترميز بدون فقد ، وعادةً ما تكون في شكل مسح بكسل خشن إلى دقيق. تعد قابلية التوسع مفيدة بشكل خاص لمعاينة الصور أثناء تنزيلها (على سبيل المثال ، في متصفح الويب) أولتوفير وصول متغير الجودة إلى قواعد البيانات على سبيل المثال. هناك عدة أنواع من قابلية التوسع:

  • جودة متقدمة أوطبقة متقدمة: يقوم تدفق البتات بتنقية الصورة التي أعيد بناؤها على التوالي.
  • الدقة المتقدمة: أولاً ترميز دقة صورة أقل ؛ ثم ترميز الفرق إلى دقة أعلى.
  • المكون التقدمي: ترميز الإصدار الرمادي أولاً ؛ ثم إضافة اللون الكامل.

ترميز منطقة الاهتمام(ذات فائدة). يتم ترميز أجزاء معينة من الصورة بجودة أعلى من الأجزاء الأخرى. يمكن دمج هذا مع قابلية التوسع (تشفير هذه الأجزاء أولاً ، وأجزاء أخرى لاحقًا).

المعلومات الفائقة. قد تحتوي البيانات المضغوطة على معلومات حول الصورة التي يمكن استخدامها لتصنيف الصور أوالبحث عنها أوتصفحها. قد تتضمن هذه المعلومات إحصائيات الألوان والملمس ، وصور معاينة صغيرة ، ومعلومات المؤلف أوحقوق النشر.

قوة المعالجة. تتطلب خوارزميات الضغط كميات مختلفة من قوة المعالجة للتشفير وفك التشفير. تتطلب بعض الخوارزميات عالية الضغط قوة معالجة عالية.

غالبًا ما يتم قياس جودة طريقة الضغط بواسطة نسبة الذروة للإشارة إلى الضجيج. يقيس مقدار الضجيج الناتج عن الضغط الفقد للصورة ، ومع ذلك ، فإن الحكم الشخصي للمشاهد يعتبر أيضًا مقياسًا مهمًا ، من الممكن ، هوالمقياس الأكثر أهمية.

History

بدأ ترميز الانتروپيا في الأربعينيات من القرن العشرين بإدخال ترميز شانون- فانو, الأساس لترميز هفمان الذي تم تطويره في عام 1950.ترميز التحويل يعود إلى أواخر الستينيات ، مع إدخال ترميز تحويل فورييه السريع (FFT) في عام 1968 وتحويل هادامارد في عام 1969

تطور مهم في ضغط بيانات الصور كان تحويل جيب التمام المنفصل (DCT) ، وهوالضغط ذوالفقد وهي تقنية اقترحها أولاً ناصر أحمد عام 1972. أصبح ضغط DCT أساس JPEG ، الذي تم تقديمه بواسطة مجموعة خبراء التصوير الفوتوگرافي (JPEG) في عام 1992.يضغط JPEG الصور إلى أحجام ملفات أصغر بكثير ، وأصبح تنسيق ملف صورة أكثر استخداماً. كانت خوارزمية ضغط DCT ذات الكفاءة العالية مسؤولة إلى حد كبير عن الانتشار الواسع لـ الرسومات الرقمية والصور الرقمية ، مع عدة مليارات من صور JPEG التي يتم إنتاجها جميع يوم اعتبارًا من عام 2015.

Lempel - Ziv – Welch (LZW) هي خوارزمية ضغط بلا فقد تم تطويرها بواسطة أبراهام لمپل ، جيكوب زيڤ وتيري ولش في عام 1984. يتم استخدامها في تشكيل GIF ، الذي تم تقديمه عام 1987.DEFLATE ، وهي خوارزمية ضغط بلا فقد طورها فِل كاتز وتم تحديدها في عام 1996 ، تُستخدم بتنسيق رسومات الشبكة المحمولة (PNG).

بدأ ترميز التموجات باستخدام تحويلات التموجات في ضغط الصور بعد تطوير تشفير DCT. أدى إدخال DCT إلى تطوير تشفير المويجات ، وهونوع مختلف من تشفير DCT الذي يستخدم التموجات بدلاً من الخوارزمية المستندة إلى كتلة DCT.تم تطوير المعيار JPEG 2000 من 1997 إلى 2000 من قبل لجنة JPEG برئاسة طراد إبراهيمي (رئيس JPEG لاحقًا). على عكس خوارزمية DCT المستخدمة بواسطة تنسيق JPEG الأصلي ، يستخدم JPEG 2000 بدلاً من ذلك خوارزميات تحويل التموجات منفصلة (DWT). يستخدم CDF تحويل موجي 9/7 (تم تطويره بواسطة انگرد دوبشيز في عام 1992) لخوارزمية الضغط ذات الفقد, وتحويل تموجات LeGall-Tabatabai (LGT) 5/3 (تم تطويره من قبل ديدييه لوجال وعلي ج.تابتاباي في 1988) لخوارزمية الضغط بدون فقد. تم تحديد تقنية .JPEG 2000 ، التي تتضمن امتداد Motion JPEG 2000 ، باعتبارها معيار ترميز الصوت والصورة لـ السينما الرقمية عام 2004.

ملاحظات ومصادر

  1. ^ "Image Data Compression".
  2. ^ Nasir Ahmed, T. Natarajan and K. R. Rao, "Discrete Cosine Transform," IEEE Trans. Computers, 90–93, Jan. 1974.
  3. ^ Burt, P.; Adelson, E. (1 April 1983). "The Laplacian Pyramid as a Compact Image Code". IEEE Transactions on Communications. 31 (4): 532–540. CiteSeerX 10.1.1.54.299. doi:10.1109/TCOM.1983.1095851.
  4. ^ Shao, Dan; Kropatsch, Walter G. (February 3–5, 2010). Špaček, Libor; Franc, Vojtěch (eds.). "Irregular Laplacian Graph Pyramid" (PDF). Computer Vision Winter Workshop 2010. Nové Hrady, Czech Republic: Czech Pattern Recognition Society.
  5. ^ Claude Elwood Shannon (1948). Alcatel-Lucent (ed.). "A Mathematical Theory of Communication" (PDF). Bell System Technical Journal. 27 (3–4): 379–423, 623–656. Retrieved 2019-04-21.
  6. ^ David Albert Huffman (September 1952), "A method for the construction of minimum-redundancy codes", Proceedings of the IRE 40 (9): 1098–1101, doi:10.1109/JRPROC.1952.273898, http://compression.ru/download/articles/huff/huffman_1952_minimum-redundancy-codes.pdf 
  7. ^ William K. Pratt, Julius Kane, Harry C. Andrews: "Hadamard transform image coding", in Proceedings of the IEEE 57.1 (1969): Seiten 58–68
  8. ^ Ahmed, Nasir (January 1991). "How I Came Up With the Discrete Cosine Transform". Digital Signal Processing. 1 (1): 4–5. doi:10.1016/1051-2004(91)90086-Z.
  9. ^ "T.81 – DIGITAL COMPRESSION AND CODING OF CONTINUOUS-TONE STILL IMAGES – REQUIREMENTS AND GUIDELINES" (PDF). CCITT. September 1992. Retrieved 12 July 2019.
  10. ^ "The JPEG image format explained". BT.com. BT Group. 31 May 2018. Retrieved 5 August 2019.
  11. ^ "What Is a JPEG? The Invisible Object You See Every Day". The Atlantic. 24 September 2013. Retrieved 13 September 2019.
  12. ^ Baraniuk, Chris (15 October 2015). "Copy protections could come to JPEGs". BBC News. BBC. Retrieved 13 September 2019.
  13. ^ "The GIF Controversy: A Software Developer's Perspective". Retrieved 26 May 2015.
  14. ^ نطقب:Cite IETF
  15. ^ Hoffman, Roy (2012). . Springer Science & Business Media. p. 124. ISBN . Basically, wavelet coding is a variant on DCT-based transform coding that reduces or eliminates some of its limitations. (...) Another advantage is that rather than working withثمانية ×ثمانية blocks of pixels, as do JPEG and other block-based DCT techniques, wavelet coding can simultaneously compress the entire image.
  16. ^ Taubman, David; Marcellin, Michael (2012). . Springer Science & Business Media. ISBN .
  17. ^ Unser, M.; Blu, T. (2003). "Mathematical properties of the JPEG2000 wavelet filters" (PDF). IEEE Transactions on Image Processing. 12 (9): 1080–1090. Bibcode:2003ITIP...12.1080U. doi:10.1109/TIP.2003.812329. PMID 18237979.
  18. ^ Sullivan, Gary (8–12 December 2003). "General characteristics and design considerations for temporal subband video coding". ITU-T. Video Coding Experts Group. Retrieved 13 September 2019.CS1 maint: date format (link)
  19. ^ Bovik, Alan C. (2009). . Academic Press. p. 355. ISBN .
  20. ^ Gall, Didier Le; Tabatabai, Ali J. (1988). "Sub-band coding of digital images using symmetric short kernel filters and arithmetic coding techniques". ICASSP-88., International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing: 761–764 vol.2. doi:10.1109/ICASSP.1988.196696.
  21. ^ Swartz, Charles S. (2005). . Taylor & Francis. p. 147. ISBN .

وصلات خارجية

  • Image compression – lecture from MIT OpenCourseWare
  • Image Coding Fundamentals
  • A study about image compression – with basics, comparing different compression methods like JPEG2000, JPEG and JPEG XR / HD Photo
  • Data Compression Basics – includes comparison of PNG, JPEG and JPEG-2000 formats
  • FAQ:What is the state of the art in lossless image compression? from comp.compression
  • IPRG – an open group related to image processing research resources
تاريخ النشر: 2020-06-09 12:33:40
التصنيفات: CS1 maint: date format, Use American English from January 2019, مقالات تستعمل قوالب صيانة غير مؤرخة, All Wikipedia articles written in American English, Articles with short description, Articles lacking in-text citations from April 2010, Articles with invalid date parameter in template, All articles lacking in-text citations, Image compression

مقالات أخرى من الموسوعة

سحابة الكلمات المفتاحية، مما يبحث عنه الزوار في كشاف:

آخر الأخبار حول العالم

الإضراب الوطني للنقل.. الداخلية تحذر من الاعتداء على "غير المضربين"

المصدر: تيل كيل عربي - المغرب التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-08 15:18:34
مستوى الصحة: 59% الأهمية: 69%

مفاجأة.. نقل مباراة الأهلي والمريخ في دوري أبطال أفريقيا

المصدر: الإمارات اليوم - الإمارات التصنيف: مجتمع
تاريخ الخبر: 2022-03-08 15:18:31
مستوى الصحة: 50% الأهمية: 51%

روسيا: الولايات المتحدة أوصلت العلاقات إلى نقطة اللاعودة

المصدر: الإمارات اليوم - الإمارات التصنيف: مجتمع
تاريخ الخبر: 2022-03-08 15:18:31
مستوى الصحة: 60% الأهمية: 56%

في إطار جولة موسعة.. نائبة وزير الخارجية الأمريكي تحل رسميا بالرباط

المصدر: الأيام 24 - المغرب التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-08 15:18:06
مستوى الصحة: 73% الأهمية: 79%

طاليب مستمر

المصدر: راديو مارس - المغرب التصنيف: رياضة
تاريخ الخبر: 2022-03-08 15:18:25
مستوى الصحة: 55% الأهمية: 70%

عدد محدود يحضر مباراة الزمالك والوداد

المصدر: راديو مارس - المغرب التصنيف: رياضة
تاريخ الخبر: 2022-03-08 15:18:23
مستوى الصحة: 46% الأهمية: 61%

منتخب سيدات السودان يكسب بطولة دون الفوز في أي مباراة! (صور)

المصدر: الإمارات اليوم - الإمارات التصنيف: مجتمع
تاريخ الخبر: 2022-03-08 15:18:31
مستوى الصحة: 49% الأهمية: 63%

طن النيكل يقفز لـ 100 ألف دولار ثم يتراجع إلى 82 ألفاً

المصدر: الإمارات اليوم - الإمارات التصنيف: مجتمع
تاريخ الخبر: 2022-03-08 15:18:30
مستوى الصحة: 58% الأهمية: 52%

طفل يقتل طفلين بحافلة والده.. قادها بسرعة عالية وانحرفت منه

المصدر: الإمارات اليوم - الإمارات التصنيف: مجتمع
تاريخ الخبر: 2022-03-08 15:18:29
مستوى الصحة: 49% الأهمية: 50%

التموين: 250 شركة تشارك في معرض «أهلا رمضان».. وتخفيضات مختلفة على السلع 

المصدر: بوابة أخبار اليوم - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-08 15:18:04
مستوى الصحة: 57% الأهمية: 54%

الاستمطار الصناعي بالمغرب..اخر العلاج في زمن التقلبات المناخية

المصدر: الأيام 24 - المغرب التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-08 15:18:06
مستوى الصحة: 70% الأهمية: 72%

التموين: الوضع مستقر بالنسبة للقمح .. ولسنا بحاجة إلى أي شحنات إضافية 

المصدر: بوابة أخبار اليوم - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-08 15:18:04
مستوى الصحة: 60% الأهمية: 53%

تفاصيل رحلة الوداد إلى مصر

المصدر: راديو مارس - المغرب التصنيف: رياضة
تاريخ الخبر: 2022-03-08 15:18:22
مستوى الصحة: 59% الأهمية: 63%

انخفاض قيمة الجنيه السوداني 19٪ مع منح البنوك حرية تحديد أسعار الصرف

المصدر: الإمارات اليوم - الإمارات التصنيف: مجتمع
تاريخ الخبر: 2022-03-08 15:18:29
مستوى الصحة: 55% الأهمية: 55%

المالية: دعم الأسواق بأكبر كمية من السلع المختلفة

المصدر: بوابة أخبار اليوم - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-08 15:18:02
مستوى الصحة: 45% الأهمية: 61%

تقرير: ميسي يقترب من التوصل لاتفاق يعيده إلى برشلونة

المصدر: راديو مارس - المغرب التصنيف: رياضة
تاريخ الخبر: 2022-03-08 15:18:22
مستوى الصحة: 49% الأهمية: 54%

نهضة بركان يدين إهانة متولي للجمهور ويطالب بأشد العقوبات

المصدر: تيل كيل عربي - المغرب التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-08 15:18:33
مستوى الصحة: 55% الأهمية: 52%

ماذا لو اعترف المغرب بحكومة كتالونيا؟

المصدر: الأيام 24 - المغرب التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-08 15:18:05
مستوى الصحة: 70% الأهمية: 73%

قانون الأسحلة النارية على طاولة المجلس الحكومي

المصدر: تيل كيل عربي - المغرب التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-08 15:18:36
مستوى الصحة: 53% الأهمية: 69%

إضراب "طاكسيات" طنجة.. غير المضربين يتعرضون للرشق بالبيض والحجارة

المصدر: تيل كيل عربي - المغرب التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-08 15:18:36
مستوى الصحة: 48% الأهمية: 70%

الرئيس الأوكراني: بوتين يعيش في فقاعة معلومات بدون أكسجين !

المصدر: الإمارات اليوم - الإمارات التصنيف: مجتمع
تاريخ الخبر: 2022-03-08 15:18:30
مستوى الصحة: 54% الأهمية: 62%

تحميل تطبيق المنصة العربية