فشرده‌سازی

در شماره‌های پاییز و زمستان ۸۴ ماهنامه دنیای کامپیوتر و ارتباطات ستونی به نام عکس دیجیتال منتشر می‌شد که به زبانی ساده به مفاهیم اولیه عکس و عکاسی دیجیتال می‌پرداخت...

فشرده سازی

تصاویر دیجیتال به دو روش فشرده می شوند: فشرده سازی بدون تلفات و فشرده سازی با تلفات.

فشرده سازی بدون تلفات
عملیات فشرده سازی بدون تلفات مانند آن عملی است که نرم افزار WinZip انجام می دهد. به عنوان نمونه اگر سندی با این نرم افزار فشرده و تبدیل به یک Zip فایل گردد و سپس فایل zip مجدداً باز شده و سند باز گردد، محتویات سند با حالت اول برابر است. پردازش‌های فشرده سازی و باز کردن سند فقط مقداری زمان مصرف خواهد نمود و هیچ نوع اطلاعاتی در این میان از بین نخواهد رفت. از فرمت‌های معروف فشرده سازی بدون تلفات در تصاویر دیجیتال می‌توان به فرمت TIFF اشاره نمود.

فشرده سازی با تلفات
عملیات فشرده سازی با تلفات حجم فایل تصویر را با دور ریختن برخی از اطلاعات تصویر کاهش می‌دهد. در حالت کلی می‌توان این عمل را یک نوع خلاصه سازی یک سند دانست. به عنوان نمونه برای تصور چگونگی عملکرد این روش فرض کنید که یک متن 10 صفحه‌ای داریم. واضح است که می‌توان این متن را با کمی خلاصه سازی به یک متن 9 صفحه‌ای یا با خلاصه سازی فراوان به یک متن یک صفحه‌ای تبدیل نمود. اما نکته مهم این است که به کمک هیچیک از انواع خلاصه شده نمی توان به متن اصلی رسید زیرا اطلاعاتی از متن اصلی در جریان خلاصه سازی اولیه دور ریخته شده است. این موارد در عملیات فشرده سازی تصاویر دیجیتال نیز صادق است. از انواع فرمت‌های معروف فشرده سازی با تلفات فرمت JPEG می‌باشد.

مثال عددی
برای درک کامل کاربرد و قابلیت‌های هر یک از روش‌های فشرده سازی یک مثال واقعی را در زیر بررسی می‌کنیم. جدول زیر روش‌های فشرده سازی متفاوت یک تصویر با رزولوشن 5 مگاپیکسل (2560 * 1920 ) را در فرمت‌های مختلف تصویری نمایش داده است.

کیفیت تصویر	سایز فایل به مگا بایت	توضیحات
TIFF فشرده نشده	14.1	سه کانال 8 بیت
RAW 12 بیت فشرده نشده	7.7	یک کانال 12 بیت
TIFF فشرده شده	6.0	فشرده سازی بدون تلفات
RAW 12 بیت فشرده شده	4.3	تقریباً فشرده سازی بدون تلفات
JPEG با کیفیت 100%	2.3	به سختی با حالت فشرده نشده قابل تمایز است.
JPEG با کیفیت 80%	1.3	مناسب برای چاپ به ابعاد 10*15
JPEG با کیفیت 60%	0.7	مناسب برای استفاده در وب سایت
JPEG با کیفیت 20%	0.2	کیفیت خیلی پایین

توجه کنید که در حقیقت سایز فایل‌های تصویری فشرده رابطه مستقیمی با میزان نمایش جزئیات در تصویر دارد. به عنوان نمونه در جدول دیده می‌شود که تصویر JPEG با کیفیت 80% حجم 1.3 مگابایت دارد. این در حالی است که اگر همان تصویر 5 مگا پیکسلی دارای تعداد سطوحی یکنواخت می‌بود حجم همان تصویر در کیفیت 80%، فقط 0.8 مگا بایت می‌شد و بر خلاف آن اگر تصویردارای جزئیات فراوان می‌بود حجم JPEG 80% آن تصویر 1.7 مگا بایت می‌شد.