Анализ сжатия изображений

На сегодняшний день существует множество архиваторов: некоторые из них устарели и практически не используются. Каждый архиватор обладает своими достоинствами и недостатками, такими как скорость сжатия и степень сжатия. Эти характеристики — обратно зависимые величины. То есть, чем больше скорость сжатия, тем меньше степень сжатия, и наоборот.

Архивация все чаще используется при передаче данных через локальные сети или/и сети Интернет, для экономичности трафика и времени передачи.

В настоящее время сжатие данных является трудоемкой задачей. Дело в том, что большинство пользователей или владельцев (авторов) информации хранят различную информацию в сжатом виде (в архивах), что уменьшает размер и в некоторой степени защищает ее, например, от вирусов. Анализ подобных проблем был рассмотрен в [1–9].

Само сжатие данных обычно происходит значительно медленнее, чем обратная операция (разархивирование), т. к. при сжатии происходит поиск одинаковых цепочек данных, с последующей их заменой, в меньшем количестве [10–13].

Пропускная способность каналов связи более дорогостоящий ресурс, чем дисковое пространство, по этой причине сжатие данных до или во время их передачи еще более актуально. Здесь целью сжатия информации является экономия пропускной способности и в конечном итоге ее увеличение. Все известные алгоритмы сжатия сводятся к шифрованию входной информации, а принимающая сторона выполняет дешифровку принятых данных.

Для сжатия того или иного файла или группы файлов, необходимо выбрать архиватор с наивысшим коэффициентом сжатия, т. е. получить в результате архив с наименьшим размером или с наивысшей скоростью сжатия — архив с наибольшим размером.

Проведем эксперимент: произведем сжатие 5 самых распространенных типов изображений BMP, JPG, TIFF, PNG и GIF. В каждый из данных файлов будет находиться одно и то же изображение (фото с размерами 2560x1920). Количество используемых архиваторов: 11 (RAR, 7z, ZIP, ARJ, UC2, GZ, LHA (LZH), TGZ, DST, RK и CAB). Результаты сжатия по размерам приведены в таблице 1, а по времени сжатия — в таблице 2.

Таблица 1

Результаты сжатия по размерам (в байтах)

Таблица 2

Результаты сжатия по времени сжатия (в мс)

Из приведенных выше результатов (таблицы 1 и 2) видно, что архиваторы, имеющие максимальный размер сжатия не имеют минимального времени сжатия и наоборот. Несмотря на то, что во всех файлах, участвовавших в эксперименте, находилось одно и то же изображение, результаты сжатия оказались разными, т. к. бинарное содержание каждого файла различается [14–22].

Таким образом, выбор требуемого архиватора должен осуществляться с учетом данных характеристик, а именно в основном: количество цветов в изображении, разрешение (размер) изображения и тип файла.

Литература:

1.                  Батьков В. О. Анализ проблем современных хранилищ данных / Батьков В. О. // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2013. Т. 1. С. 259–260.

2.                  Петрянин Д. Л. Анализ систем защиты информации в базах данных / Петрянин Д. Л., Горячев Н. В., Юрков Н. К. // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2013. Т. 1. С. 115–121.

3.                  Жизняков А. Л. Анализ возможностей применения фрактальных методов в промышленных системах обработки изображений / А. Л. Жизняков, Д. Г. Привезенцев // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 2. С. 385–386.

4.                  Царев А. Г. К вопросу о выборе инвариантов объектов растровых изображений / А. Г. Царёв, К. И. Магин // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 2. С. 72.

5.                  Григорьев А. В. Уточнение характеристических признаков и логического функционала структурно-разностной сегментации полутонового изображения / А. В. Григорьев, А. Л. Држевецкий // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2011. Т. 2. С. 312–315.

6.                  Царев А. Г. Критерии оптимальной фильтрации видеосигналов изображений / А. Г. Царев, В. Я. Баннов // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2010. Т. 2. С. 458–459.

7.                  Григорьев А. В. Критерий обнаружения объектных фрагментов штрихового изображения в полутоновом / А. В. Григорьев, А. Л. Држевецкий // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2011. Т. 2. С. 310–312.

8.                  Назаров Д. А. Алгоритмы сжатия данных при построении и использовании областей работоспособности / Д. А. Назаров // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2011. Т. 1. С. 250–254.

9.                  Зенов А. Ю. Применение метода экспресс-анализа для сжатия видеоиформации в системах видеонаблюдения / А. Ю. Зенов // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2010. Т. I. С. 212–214.

10.              Горячев Н. В. Алгоритм функционирования системы поддержки принятия решений в области выбора теплоотвода электрорадиоэлемента / Н. В. Горячев // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 2. С. 238–238.

11.              Лысенко А. В. Краткий обзор методов имитационного моделирования / А. В. Лысенко, Н. В. Горячев, И. Д. Граб, Б. К. Кемалов, Н. К. Юрков // Современные информационные технологии. 2011. № 14. С. 171–176.

12.              Горячев Н. В. Тепловая модель сменного блока исследуемого объекта / Н. В. Горячев // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 1. С. 263–263.

13.              Горячев Н. В. Концептуальное изложение методики теплофизического проектирования радиоэлектронных средств / Н. В. Горячев, Н. К. Юрков // Современные информационные технологии. 2013. № 17. С. 214–215.

14.              Бростилов С. А. Математическое моделирование процессов отражения и распространения электромагнитных волн в тонкой градиентной диэлектрической пластине / С. А. Бростилов, Е. В. Кучумов // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2011. Т. 1. С. 281–283.

15.              Горячев Н. В. Типовой маршрут проектирования печатной платы и структура проекта в САПР электроники Altium Design / Н. В. Горячев, Н. К. Юрков // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2011. Т. 2. С. 120–122.

16.              Бростилов С. А. Волоконно-оптический датчик давления на основе туннельного эффекта / С. А. Бростилов, Т. И. Мурашкина, Т. Ю. Бростилова // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. — 2010. — № 4. — С. 106–117.

17.              Трифоненко И. М. Обзор систем сквозного проектирования печатных плат радиоэлектронных средств / И. М. Трифоненко, Н. В. Горячев, И. И. Кочегаров, Н. К. Юрков // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 1. С. 396–399.

18.              Андреев П. Г. Основы проектирования электронных средств:учеб. пособие/П. Г. Андреев, И. Ю. Наумова//Пенза:Изд-во ПГУ, 2010.-124 с.

19.              Бростилова Т. Ю. Волоконно-оптический датчик деформации / Т. Ю. Бростилова, С. А. Бростилов, Т. И. Мурашкина // Надежность и качество сложных систем. 2013. № 1. С. 93–99.

20.              Андреев П. Г. Применение CAD систем в проектировании радиоэлектронных средств / П. Г. Андреев, Н. А. Талибов, П. М. Осипов // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2007. Т. 1. С. 146–148.

21.              Меркульев А. Ю. Системы охлаждения полупроводниковых электрорадиоизделий / А. Ю. Меркульев, Н. В. Горячев, Н. К. Юрков // Молодой ученый. — 2013. — № 11. — С. 143–145.

22.              Горячев Н. В. К вопросу выбора вычислительного ядра лабораторного стенда автоматизированного лабораторного практикума / Н. В. Горячев, Н. К. Юрков // Современные информационные технологии. 2009. № 10. С. 128–130.