ФЕЛИКС

FELICS , что означает «Быстрая эффективная система сжатия изображений без потерь», представляет собой без потерь. сжатия изображений алгоритм который работает в 5 раз быстрее, чем исходный кодек JPEG без потерь , и обеспечивает аналогичную степень сжатия . ^[1]

История

Он был изобретен Полом Г. Ховардом и Джеффри С. Виттером с факультета компьютерных наук Университета Брауна в Провиденсе, Род-Айленд, США, и впервые был представлен на конференции по сжатию данных IEEE 1993 года в Сноуберде, штат Юта. Он был успешно реализован аппаратно и развернут как часть HiRISE на орбитальном аппарате Mars Reconnaissance Orbiter. ^[2]

Принцип

Как и другие кодеки без потерь для изображений с непрерывным тоном, FELICS работает путем декорреляции изображения и его кодирования с помощью энтропийного кодера . Декорреляция – это контекст $\Delta =H-L$ где $H=max(P1,P2)$ и $L=min(P1,P2)$ где $P1,P2$ — это два ближайших соседа пикселя ( причинные , уже закодированные и известные в декодере), используемые для предоставления контекста для кодированиятекущий пиксель $P$ .За исключением верхнего и левого краев, это пиксель сверху и пиксель слева.Например, соседями пикселя X на диаграмме являются A и B, но если бы X находился слева, его соседями были бы B и D.

Примерно половину времени P лежит внутри замкнутого интервала [L, H].В противном случае он находится выше H или ниже L. Их можно закодировать как 1, 01 и 00 соответственно (стр. 4).На следующем рисунке показана (идеализированная) гистограмма.пикселей и значений их интенсивности по оси x и частоты появления по оси y.

Распределение P в диапазоне [L, H] почти равномерное с небольшим пиком вблизи центра. $(L+H)/2$ этого диапазона.Когда P попадает в диапазон [L, H], P - L кодируется с использованием скорректированного двоичного кода , так что значения в центре диапазона используют биты пола (log ₂ (Δ + 1)) и значения на концах используют ячейку. (log ₂ (Δ+1)) бит (п. 2).Например, когда Δ = 11, коды для P - L от 0 до 11 могут быть 0000, 0001, 0010, 0011, 010, 011, 100, 101, 1100, 1101, 1110, 1111.

За пределами диапазона P имеет тенденцию следовать геометрическому распределению с каждой стороны (стр. 3).Он кодируется с использованием кода Райса с параметрами, выбранными на основе предыдущего выбора.Для каждого Δ и каждого возможного параметра кода Райса k алгоритм отслеживает общее количество битов, которые были бы использованы для кодирования пикселей за пределами диапазона.Затем для каждого пикселя он выбирает код Райса на основе Δ в пикселе.

Улучшения

Усовершенствования FELICS включают методы оценки Δ и оценки k .Например, в статье Ховарда и Виттера признается, что относительно плоские области (с небольшим Δ, особенно там, где L = H) могут иметь некоторый шум, и производительность сжатия в этих областях улучшается за счет расширения интервала, увеличивая эффективное Δ.Также возможно оценить оптимальное k для данного Δ на основе среднего значения всех остатков прогнозирования, замеченных до сих пор, что быстрее и требует меньше памяти, чем вычисление количества битов, используемых для каждого k .

См. также

Ссылки

^ П.Г. Ховард и Дж.С. Виттер, Быстрое и эффективное сжатие изображений без потерь , Материалы конференции по сжатию данных IEEE 1993 г. (DCC '93), Snowbird, UT, апрель 1993 г., 351-360.
^ А. С. МакИвен, Э. М. Элиасон, Дж. В. Бергстром, NT Bridges,Си Джей Хансен, У. А. Деламер, Дж. А. Грант, В. К. Гулик,К.Е. Херкенхофф, Л. Кестхейи, Р.Л. Кирк, М.Т. Меллон,С.В. Сквайрс, Н. Томас и К.М. Вайц, Научный эксперимент по получению изображений высокого разрешения на орбитальном аппарате Марса (HiRISE) , Журнал геофизических исследований , 112 (E05S02), 2007, 40 страниц.

[1] П.Г. Ховард и Дж.С. Виттер, Быстрое и эффективное сжатие изображений без потерь , Материалы конференции по сжатию данных IEEE 1993 г. (DCC '93), Snowbird, UT, апрель 1993 г., 351-360.

[2] А. С. МакИвен, Э. М. Элиасон, Дж. В. Бергстром, NT Bridges,Си Джей Хансен, У. А. Деламер, Дж. А. Грант, В. К. Гулик,К.Е. Херкенхофф, Л. Кестхейи, Р.Л. Кирк, М.Т. Меллон,С.В. Сквайрс, Н. Томас и К.М. Вайц, Научный эксперимент по получению изображений высокого разрешения на орбитальном аппарате Марса (HiRISE) , Журнал геофизических исследований , 112 (E05S02), 2007, 40 страниц.

[1]

[2]