Палітровий спосіб зберігання цифрових кольорових зображень із постійною довжиною коду

Палітровий спосіб зберігання цифрових кольорових зображень із постійною довжиною коду, який використовує растровий апаратнонезалежний палітровий формат графічних даних BMP, який відрізняється тим, що використовують попереднє адаптивне зменшення надлишковості кольорів і кодування трибайтових значень кольору піксела однобайтовими індексами даного кольору в адаптивній палітрі. (19) (21) u200905198 (22) 25.05.2009 (24) 25.09.2009 (46) 25.09.2009, Бюл.№ 18, 2009 р. (72) ВОРОБІЄНКО ПЕТРО ПЕТРОВИЧ, ЗАГРЕБНЮК ВІКТОР ІВАНОВИЧ, КУМИШ ВЛАДИСЛАВ ЮРІЙОВИЧ (73) ОДЕСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ ЗВ`ЯЗКУ ІМ. О.С. ПОПОВА 3 ціях сірого або кольорових зображень в кольорах системної палітри. Для стиснення в них застосовується алгоритм RLE. Повнокольорові зображення зберігаються в безпалітрових BMP і для зберігання атрибуту кольору потребують мінімум 3 байти: по байту на кожний компонент кольору. Такий спосіб зберігання цифрових кольорових зображень є повністю виправданим при стисненні зображень з малою кількістю кольорів, чіткими контурами між кольорами чи малим розміром, або при передаванні зображення у телекомунікаційних мережах з низькими швидкостями передачі даних. Серед недоліків використання такого способу зберігання цифрових кольорових зображень можна зазначити такі: - використання фіксованого набору з 256 кольорів системної палітри; - виникнення втрат та спотворень при перетворенні у форматі BMP повнокольорових зображень з глибиною кольору 24 біти на піксел у кольорові зображення з глибиною 8 біт на піксел, внаслідок невідповідності кольорів зображення кольорам системної палітри (Фіг.1, Фіг.2); - для якісного зберігання кольорових зображень у форматі BMP необхідно мінімум 3 байти на піксел навіть у випадку, коли палітру кольорів на зображенні можна закодувати використовуючи лише максимум один байт, що приблизно у три рази збільшує обсяг файлу BMP. Використання формату GIF має схожі недоліки: - використання фіксованого набору з 256 кольорів в таблиці кольорів; - використання обмеження розміру таблиці кольорів значеннями 2n £ 256 , де n - цілі числа, n£8; - виникнення втрат та спотворень, таких як градієнтні контури, у повнокольорових зображеннях при перетворенні їх у формат GIF внаслідок невідповідності кольорів зображення кольорам таблиці кольорів (Фіг.1, Фіг.3); - відсутність у форматі GIF можливості зберігання зображень в градаціях сірого й даних корекції кольорів. Зазначені недоліки призводять до значного по 44313 4 гіршення якості візуального сприйняття при перетворенні зображення з глибиною кольору не менше 24 біти у палітровий BMP та у формат GIF. У форматі BMP з глибиною 24 біти на піксел зображення мають значну кольорову надлишковість, що призводить до невиправданого збільшення обсягу файлу. В основу корисної моделі поставлена задача усунення зазначених недоліків і розробки такого способу зберігання цифрових кольорових зображень, в якому використовується попереднє зменшення надлишковості кольорів, що забезпечує можливість використовувати для кодування кольору 8 біт на піксел та відповідну кожному зображенню таблицю кольорів (адаптивну палітру). Технічним рішенням поставленої задачі є кодування трибайтових значень кольору пікселу однобайтовими індексами даного кольору в адаптивній палітрі, занесення адаптивної палітри у заголовок файлу та запис зображення однобайтовими індексами адаптивної палітри. Аналіз стандартної бази з 200 тестових зображень [3] показав, що кількість кольорів в зображеннях із зменшеною надлишковістю не перевищує 256. Тому для формування індексу адаптивної палітри, тобто для кодування характеристик кольору одного пікселя зображення, в просторі кольорів RGB, потрібно вже не 3 байти, а 1 байт (табл. 1). Таблиця 1 Ім'я файлу 8143 26031 28075 35091 87065 113044 117054 140055 140075 164074 Кількість кольорів 84 110 98 76 67 86 106 49 65 69 Виходячи з цього, виконується перетворення трибайтового зображення в однобайтове (табл. 2). Таблиця 2 Ім'я файлу 8143 26031 28075 35091 87065 113044 117054 140055 140075 164074 Розмір зображення в фо- Розмір зображення в розробленому форматі рматі BMP (24 біта на піксел), біт (8 біт на піксел), біт 463 578 156 442 463 738 156 922 463 578 156 442 463 578 156 442 463 578 156 442 463 578 156 442 463 578 156 442 463 578 156 442 463 578 156 442 463 578 156 442 Ступінь стиснення 2,96 2,96 2,96 2,96 2,96 2,96 2,96 2,96 2,96 2,96 5 44313 Для реалізації запропонованого способу зберігання цифрових кольорових зображень був розроблений растровий апаратнонезалежний палітровий графічний формат даних. Зображення у запропонованому графічному форматі даних містить в заголовку адаптивну палітру у вигляді чотирибайтових значень RGB кольорів, четвертий байт використовується для зберігання альфа-канала (прозорості). Основна частина файлу зображення містить інформацію про кольори пікселів зображення, закодовані відповідними номерами кольорів адаптивної палітри. Таким чином, в рамках даного підходу незалежно від характеристик кольору зображення та його розмірів при його зберіганні запропонованим способом забезпечується постійний ступінь стиснення в 2,96 рази. А відтворення зображення в розробленому форматі відбувається без змін в декодері (Фіг.4). Одним із можливих варіантів застосування запропонованого способу зберігання цифрових кольорових зображень є зберігання зображень в електронних ресурсах Інтернет. Переваги запропонованого способу зберігання цифрових кольорових зображень: - скорочення об'єму зображення в 2,96 рази за рахунок кодування кольору пікселів однобайтовими індексами даного кольору в адаптивній палітрі; Комп’ютерна верстка М. Ломалова 6 - збереження високої якості візуального сприйняття за рахунок адаптивного зменшення кількості кольорів повнокольорового зображення; - незалежність якості візуального сприйняття та значення ступеню стиснення від розмірів вихідного зображення; - відсутність необхідності змінювати декодер. Перелік фігур креслення: Фіг.1 - Зображення 144067 та 145014 у форматі BMP з глибиною кольору 24 біти на піксел. Фіг.2 - Зображення 144067 та 145014 у форматі BMP з глибиною кольору 8 біт на піксел. Фіг.3 - Зображення 144067 та 145014 у форматі GIF. Фіг.4 - Зображення 144067 та 145014 збережені зазначеним способом з глибиною кольору 8 біт на піксел. Джерела інформації: 1. The GIF89a Specification. [Електронний ресурс]. Режим доступу: http://www.w3.org/Graphics/GIF/spec-gifB9a.txt. 2. Bitmap storage. [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http://msdn.microsoft.com/enus/library/dd183391 (VS.85).aspx. 3. Berkeley Segmentation Dataset [Электронный ресурс]. - Режим доступу: http://www.eecs berkeley.edu/Research/Projects/CS/vision/grouping/ segbench. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601