Кодирование в телекоммуникационных системах.-2

91

Рис. 2.24. Алгоритм фрактального сжатия

Программное обеспечение в DELPHI 7

Приложение выполняет фрактальное сжатие / распаковку изображений с помощью классического алгоритма.

В нее можно загружать любые изображения, но размер должен быть не более 512х512

пикселей. Программа будет автоматически убирать цвет изображений.

Эти ограничения введены для того, чтобы существенно сократить время сжатия изображений на базе фрактального алгоритма.

Основные характеристики:

Сжатие и декодирование изображений формата .bmp;

Просмотр полученного результата;

Просмотр размер полученного изображения.

92

На рисунке 2.35. представлено главное и единственное меню программы.

Рис. 2.25. Главное меню программы.

В программе доступны для изменения 2 следующих пункта: смещение домена и размер региона.

Смещение домена: Определяет шаг поиска участка в доменном изображении.

Минимальный шаг равен 1. Чем больше шаг, тем быстрее выполняется поиск, но при этом могут быть пропущены важные детали изображения.

Размер региона: определяет размер области, на которое разбивается исходное изображение. При компрессии для каждой области осуществляется поиск подходящего домена с учетом трансформации (аффинных преобразований). Чем больше размер региона,

тем хуже качество и при этом уменьшается размер IFS-изображения.

Методика работы в программе и проведение исследования основных

технических характеристик системы

Для обеспечения фрактального сжатия была выбрана программа «Фрактальное сжатие /

распаковка растровых изображений».

Для того чтобы начать работать с программой необходимо:

1.Загрузить изображение, которое удовлетворяет требование программы;

2.Выставить значение параметров «Смещение домена» и «Размер региона»;

93

3.Нажать кнопку старт;

4.Дождаться окончания сжатия изображения;

5.Просмотреть полученный результат и, если он удовлетворил нас,

сохранить его.

Рис. 2.26. Сжатие изображения в программе «Фрактальное сжатие / распаковка растровых изображений»

94

Рис. 2.27. Результат сжатия.

После сжатия изображение будет иметь формат .IFS.

Стандартные кодеки Windows не способны декодировать полученное изображение,

поэтому в программе предусмотрена функция просмотра изображений формата .IFS.

Чтобы просмотреть нужное нам изображение необходимо:

1.В меню «декомпрессия» нажать на кнопку «Загрузить»;

2.Выбрать изображение формата .IFS;

3.В меня «декомпрессия» нажать на кнопку «Распаковать»

Далее рассмотрим сжатие изображений со спутника X-SAR Европейского космического агентства. На рисунке 2.36 представлено первоначальное изображение со спутника размером

435 Кб и разрешением 473x314 пикселей.

Рис. 2.28. Первоначальное изображение.

95

Далее, на рисунке 2.29, представлено это же изображение после обработки, при параметре смещение домена=1 и размер региона=8, время потраченное на сжатие t=703 с,

размер файла =11,4Кб.

Рис. 2.29. Обработанное изображение.

Далее, на рисунке 2.30, представлено это же изображение после обработки, при параметре смещение домена=10 и размер региона=8, время потраченное на сжатие t=6 с,

размер файла =11Кб.

Рис. 2.30. Обработанное изображение.

Далее, на рисунке 2.31, представлено это же изображение после обработки, при параметре смещение домена=5 и размер региона=10, время потраченное на сжатие t=27 с,

размер файла =7,12Кб.

Рис. 2.31. Обработанное изображение.

96

Далее, на рисунке 2.32, представлено это же изображение после обработки, при параметре смещение домена=10 и размер региона=12, время потраченное на сжатие t=5 с,

размер файла =4,95Кб.

Рис. 2.32. Обработанное изображение.

Далее, на рисунке 2.33, представлено это же изображение после обработки, при параметре смещение домена=1 и размер региона=15, время потраченное на сжатие t=566 с,

размер файла =3,04Кб.

Рис. 2.33. Обработанное изображение.

Далее, на рисунке 2.34, представлено это же изображение после обработки, при параметре смещение домена=10 и размер региона=14, время потраченное на сжатие t=4 с,

размер файла =3,55Кб.

Рис. 2.34. Обработанное изображение.

97

Далее, на рисунке 2.35, представлено это же изображение после обработки, при параметре смещение домена=20 и размер региона=10, время потраченное на сжатие t=1 с,

размер файла =4,12Кб.

25

99

Кб

Как видно из таблицы, при максимально достигнутом коэффициенте сжатия равному

143, размер изображения уменьшился с 435Кб до 3,04Кб.

Из представленных выше графиков можно сделать вывод, что:

1.Чем больше изображение, тем больше время сжатия;

2.Чем больше параметр «смещение домена», тем меньше время сжатия;

3.Чем меньше параметр «размер региона», тем больше время сжатия;

4.Чем меньше параметр «размер региона», тем больше размер изображения.

Рассмотрим таблицу 2.4 , в которой сводятся воедино параметры различных алгоритмов

сжатия изображений [13].

Использование сжатия с потерями предоставляет возможность за счет потерь регулировать качество изображений. Коэффициенты сжатия у фрактальных алгоритмов варьируются в пределах 2-2000 раз. Причем большие коэффициенты достигаются на

100

реальных изображениях, что нетипично для предшествующих алгоритмов. Ниже представлен график зависимости размера изображения от коэффициента сжатия

12

10

8

6

4

2

0

Рис. 2.40. Зависимость размера изображения по оси ординат, от коэффициента сжатия по оси абсцисс

Ниже, для наглядности, приведены 2 рисунка, первый – исходное изображение; второй – изображение с максимально достигнутом коэффициентом сжатия равным 143.

Как видно из рисунков, при сжатии текстовой информации она становится нечитабельная, хотя как всё изображение в целом остаётся узнаваемым.

Недостатком этого алгоритма является потребность в больших вычислительных мощностях при архивации. Фактически это первый существенно несимметричный алгоритм.

Причем, если у всех предшествующих алгоритмов коэффициент симметричности

(отношение времени архивации ко времени разархивации) не превышает 3, то у фрактального алгоритма он колеблется от 1000 до 10000.