Штучний інтелект

Анотація: У статті досліджено алгоритми JPEG і JPEG-2000 стиснення різних графічних зображень. Наведено основні кроки роботи обох алгоритмів, відзначені їхні переваги й недоліки. Проаналізовано основні відмінності JPEG і JPEG-2000. Відзначено, що алгоритм JPEG-2000 дозволяє видаляти візуально неприємні ефекти. Це дає можливість виділити важливі області зображення й підвищити якість їх стиснення. Розглянуто особливості кожного кро- ку алгоритмів і порівняно складнощі їх виконання. Ефективність кожного алгоритму продемонстровано на прикладі кольорового зображення емблеми Білоруського державного університету. Наведено у відповідних таблицях отримані коефіцієнти стиснення за допомогою обох алгоритмів. Коефіцієнти стиснення отримано для широкого діапазону значень якості, від 1 до десяти. Досліджувалися зображення різних типів: чорно-білі, ділова графіка, індексовані й повнокольорові. Наведено модифікований алгоритм LZW-Lempel-Ziv-Welch, який можна застосувати для стиснення різноманітної інформації, від тексту до зображень. Модифікація базується на обмеженні графічного файлу 256ма кольорами. Це дозволило проіндексувати колір одним байтом, замість трьох. Ефективність даної модифікації зростає зі збільшенням розмірів зображень. Модифікований алгоритм LZW можна адаптувати до будь-яких зображень, від однокольорових до повнокольорових. Підготовлені тести були проіндексовані до необхідної кількості ко- льорів у зображеннях за допомогою програми Fast Stone Image Viewer. Для кожного зображення було отримано сім копій, що містять відповідно 4, 8, 16, 32, 64, 128 і 256 кольорів. Результати тестування показали, що модифікована версія алгоритму LZW дозволяє, в середньому, в два рази збільшити коефіцієнт стиснення. Однак, на класі повнокольорових зображень обидва алгоритми показали однакові результати. Розроблена модифікація алгоритму LZW може бути з успіхом застосована в області дизайну сайтів, особливо у випадку, так званого, плоского дизайну. Наведе- но порівняльні характеристики базового й модифікованого методів.

Ключові слова: алгоритми стиснення зображень з втратами і без втрат; jpeg; jpeg-2000; дискретне косинусне перетворення; дискретне wavelet-перетворення; модифікований lzw-алгоритм

Посилання:

1. Vatolin D., Ratushnyak A., Smirnov A., Yukin V. (2002). Methods of data compression. The archivers, compression of images and video. Moscow: Dialogue- MIFI, 384.
2. Miano J. (2003). Formats and Compression Algorithms in Action. Moscow: Triumph, 2003, 336.
3. Salomon D. (2004). Compression of data, images and sound. Moscow: Technosphere, 2004, 368.
4. Buza, M.K. (2015). Computer architecture. Uchebnyk, Minsk: Vyshyeishaja Shkola,.
5. All about data compression, images and video. Retrieved from http://www.compression.ru.
6. JPEG, JPEG2000. Lossy and lossless image compression. Retrieved from http://www.rain.ifmo.ru.
7. JPEG // The Joint Photographic Experts Group standard Retrieved from http://www.jpeg.org
8. Mastryukov D.V. (1993). Compression of graphic information. JPEG and its implementation. Monitor, No. 7, 23-30.