LE IMMAGINI DIGITALI 3 formati. Università IUAV di venezia

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1 LE IMMAGINI DIGITALI 3 formati Università IUAV di venezia

2 Compressione Trasmissione ed archiviazione dei file grafici Algoritmo di compressione: trasformare la sequenza di byte che costituisce un file in una differente sequenza più breve in modo da ridure la dimensione del file 10x bits Descrizione per pixel Descrizione per linee Descrizione per settori

3 Compressione Trasmissione ed archiviazione dei file grafici Algoritmo di compressione: trasformare la sequenza di byte che costituisce un file in una differente sequenza più breve in modo da ridure la dimensione del file Formati di compressione: REVERSIBILITA Senza perdita lossless (l immagine decompressa è uguale all originale) Con perdita lossy (l immagine decompressa è simile ma non uguale all originale)

4 SENZA PERDITA (lossless) Tecniche a dizionario: LZW, Metodi a predizione: RLE, Codici a lunghezza variabile: Huffman, CON PERDITA (lossy) Sottocampionamento Quantizzazione Compressione frattale Metodi basati sulle trasformate

5 Compressione Tipi di compressione COEFFICIENTI DI COMPRESSIONE OTTENIBILI Immagini naturali (foto digitali, scansioni) Non distruttiva (lossless) 1/1,5 1/2 Distruttiva (lossy) 1/1,5 1/30 senza una visibile perdita di qualità 1/10 1/300 con perdita di qualità Immagini artificiali (disegni, fumetti) 1/1,5 1/20 1/1,5 1/300 Il Fattore di compressione dipende da: - Spazio colore - Contenuto immagine (tratto o toni continui) - Distribuzione dei colori - = file iniziale/file compresso

6 Senza perdita Techiche a dizionario (ZIP, LZW, ) Alcune configurazioni pixel/caratteri si ripetono frequentemente quindi conviene registrare la loro posizione anziché la configurazione. molto efficiente su immagini con forte ridondanza, cioè con immagini che hanno molti pixel consecutivi tutti dello stesso colore Es: nella lingua italiana vengono sostituite che qu con un codice archiviato in una tabella Metodi a predizione (RLE, Run Lenght Encoding) Ogni serie ripetuta di pixel/caratteri viene codificata solo con due byte: contatore ed elemento ripetuto. AAAAAAbbbXXXX = 6A3b4X Codici a lunghezza variabile (Huffman) Ai pixel/caratteri di maggiore frequenza relativa vengono assegnati configurazioni di bit più corte; ai due simboli di minor frequenza vengono assegnate parole di codice di uguale lunghezza

7 Senza perdita Immagine iniziale: 1024x kb Tiff non compresso Tiff LZW Tiff ZIP GIF PNG PSD BMP PDF 2319 Kb 1247 Kb 1170 Kb 475 Kb 1090 Kb 2150 Kb 2305 Kb 1201 Kb

8 Con perdita Sottocampionamento Sfrutta la limitata sensibilità a brusche differenze di colore e la maggiore sensibilità a brusche differenze di luminosita. Trasformazione da RGB a YUV (luminanza e componenti colore) e poi ricampionamento con risoluzione spaziale più ridotta. Tipico della compressione video Quantizzazione Eliminazione della ridondanza. Tipica della conversione digitale delle immagini. Conversione da un intervallo di valori maggiore ad uno minore da 16 a 8 bit Compressione frattale Sfrutta l idea che ogni immagine contiene regioni simili tra loro a meno di trasformazioni geometriche o radiometriche. Le trasformazioni e i criteri di somiglianza sono approssimati quindi non è possibile ricreare l immagine originale.

9 Con perdita - jpg Metodi basati su trasformate Pensato per la compressione di immagini a tono continuo - tipo fotografico a colori o bianco e nero. Si basa sull osservazione statistica che i pixel di una regione 8x8 sono molto simili tra loro. 1. Trasformazione dello spazio colore (RGB - YUV) 2. DCT (trasformazione discreta del coseno) funzione matematica che trasforma i valori di luminosità e colore di ciascuno dei 64 pixel di un blocco in valori di frequenza 3. Divisione e arrotondamento all interno dei 64 valori ottenuti dalla DCT (pensato in modo di preservare le frequenze più basse, più importanti per l occhio umano) 4. Compressione non distruttiva dei coefficienti ottenuti dall operazione precedente 5. Inserimento nel file compresso di intestazione e parametri per la decompressione.

10 Con perdita - jpg Immagine iniziale (tiff) 1024x kb Kb Kb Kb 2 79 Kb Fattore compressione: 2

11 Formati grafici Formati grafici (o a mappa di pixel) tiff bmp png jpg gif psd

12 Il File è composto da: Header: dimensione orizz e vert, spazio colore, numero di bit per pixel, tipo di compressione, copyright, risoluzione, autore, software, data di creazione,. Immagine immagine vera e propria codificata secondo il tipo di compressione (Footer) informazioni su nuova versione del formato

13 Formati grafici: TIFF -TIFF (Tagged Image Format File) è un formato raster le cui specifiche furono per la prima volta pubblicate nel motivo principale della sua diffusione è la versatilità - è in grado di rappresentare immagini con risoluzioni variabili da 1 a 24 bit per pixel, monocromatiche, a livelli di grigio, a colori. - permette di utilizzare diversi metodi di compressione, come RLE, LZW

14 Formati grafici: TIFF Un file di tipo TIFF è costituito da tre componenti principali: -un header (intestazione) che fornisce alcune informazioni sull immagine (ordinamento dei byte, versione del formato -un image file directory che contiene le informazioni circa i campi che sono presenti nell immagine memorizzata (es. il tipo di compressione usata, la data, informazioni sull autore ) - i dati dell immagine vera e propria, che possono essere registrati in modo compresso o non compresso

15 Formati grafici: BMP -BMP (mappa di bit) è nato come formato facilmente visualizzabile su ogni tipo di display - consente una compressione senza perdita basata sul metodo RLE - si possono rappresentare immagini con diverse profondità di colore: 1,4, 8 o 24 bit. - i valori dl pixel sono organizzati in modo sequenziale riga per riga, ma partendo dall angolo in basso a sinistra.

16 Formati grafici: PNG -PNG (Portable Network Graphics) è nato come formato adatto alla trasmissione di immagini via rete. - dispone di un canale per la trasparenza e la composizione di immagini (canale alpha). Per ogni immagine vengono memorizzatai 4 valori: R, G, B e A (alfa o trasparenza) - si possono rappresentare immagini con diverse profondità di colore: da 8 fino a 48 bit oltre a scala di grigi e true color. - non ha alcun copyright, quindi può essere utilizzato liberamente. - utilizza un algoritmo di compressione simile a.zip

17 Formati grafici: GIF -GIF (Graphics Interchange Format) è insieme al formato JPEG il formato più diffuso al momento per quanto riguarda la grafica su WWW - è un formato compresso e l algoritmo di compressione usato è l LZW. Questo algoritmo di compressione è molto efficiente su immagini con forte ridondanza, cioè con immagini che hanno molti pixel consecutivi tutti dello stesso colore - si possono rappresentare solo 256 colori, cioè 8 bit per pixel, non può essere adatto a rappresentare immagini a colori con alti livelli di dettaglio. - conserva la trasparenza nelle immagini in scala di colore (trasparenza totale) -consente di salvare sequenze di immagini (Gifanimate)

18 Formati grafici: JPEG - JPEG (Joint Photographics Experts Group) è un formato standarizzato per la compressione dell immagine - è progettato sia per comprimere immagini a colori che a scale di grigio. Lavora bene su immagini fotografiche o simili, meno bene su immagini contenenti solo testo o linee. Il JPEG è stato concepito per funzionare su immagini a tono continuo - realizza un algoritmo di compressione con perdita. - il livello di compressione è parametrizzabile dall utente

19 Formati grafici: JPEG -fino a fattori di compressione di circa 20-25% l immagine ricostruita risulta praticamente indistinguibile da quella originale. - il JPEG sfrutta l incapacità dell occhio umano nel distinguere piccoli dettagli di colore o brusche variazioni di luminosità -il JPEG è insieme al formato GIF il più usato nel mondo WWW, in particolare per la possibilità di ottenere immagini di buona qualità e piccola dimensione che sono velocemente trasmissibili in rete

20 Formati grafici: JPEG

21 Formati grafici: jpeg

22 Formati grafici: JPEG

23 Formati grafici: jpeg 127 kb

24 Formati grafici: jpeg 37 kb

25 Formati grafici: PSD - Adobe Photoshop è il formato di file predefinito per le immagini che create ed è l unico formato che supporta tutti i metodi di immagine disponibili (Bitmap, Scala di grigio, Due tonalità, Scala di colore, RGB, CMYK, Lab e Multicanale), le guide, i canali alfa, i canali di tinte piatte e i livelli (compresi i livelli regolazione, i livelli testo e gli effetti di livello).

26 Formati grafici: postscript - linguaggio di descrizione della pagina sviluppato dalla Adobe più flessibile degli altri formati raster, in quanto consente di visualizzare le immagini sempre alla massima risoluzione indipendentemente dal dispositivo medesimo - consente di descrivere oggetti raster ed oggetti vettoriali - EPS (encapsulated poscript) : esclude ogni informazione driguerdo la dimensione o il posizionamento) - PDF: permette di ottenere lo stesso aspetto grafico anche con dispositivi di stampa molto diversi