Розробка методу стиснення зображень на основі JPEG алгоритму

Анотація

У роботі розглянуто проблему оптимізації зображень, а саме зменшення фізичного розміру зображення, шляхом якомога меншого погіршення якості зображення. Об'єктом дослідження є методи для обробки та стиснення зображень. Під час аналізу методів було виявлено одну з найбільших проблем, яка полягає у тому, що при вирішенні задачі обробки та стиснення зображення досліджені методи дозволяють досягти найменшої втрати якості, але внаслідок цього значно зменшується коефіцієнт стиснення. Для подолання цієї проблеми було прийнято рішення розробити модифікацію JPEG алгоритму стиснення. Запропонована модифікація полягає у додатковому квантуванні спектру після дискретного косинусного перетворення, а потім отриманий спектр подається на кодер Хаффмана, який робить стиснення ще більш ефективним. Отримано метод вирішення задачі оптимізації зображень, який дозволяє отримати зображення з меншим розміром та більшим коефіцієнтом стиснення при збереженні оптимальної якості. Це пов'язано з тим, що запропонований метод має ряд особливостей, таких як вихідне кольорове зображення, що може мати 24 біта на точку, зокрема є можливість задання ступеня стиснення. Завдяки цьому забезпечується можливість отримання при коефіцієнті якості, що дорівнює нулю співвідношення сигнал/шум, яке складає 54,2 dB. У порівнянні з відомим алгоритмом LZW, це дозволяє отримати оброблене зображення зі значно меншим фізичним розміром. Проведена оцінка якості зображення в залежності від параметрів задачі та показано, що для задач малої та середньої розмірності розроблений метод забезпечує мінімальну втрату якості. Результати рішення задачі для конкретного прикладу демонструють перевагу розробленого методу над існуючими. Отримані результати можуть бути успішно застосовані для вирішення проблеми оптимізації розміру зображення при максимальному збереженні якості.