ФЕЛИКС - FELICS

Для использования в других целях см. Феликс (значения).

ФЕЛИКС, что расшифровывается как Fast Efficient & Lossless Image Compression System, является без потерь сжатие изображений алгоритм, который работает в 5 раз быстрее оригинального JPEG без потерь кодек и достигает аналогичного коэффициент сжатия.^[1]

История

Он был изобретен Полом Г. Ховардом и Джеффри С. Виттер кафедры компьютерных наук Университета Брауна в Провиденсе, Род-Айленд, США, и впервые была представлена ​​на конференции IEEE по сжатию данных в 1993 году в Сноуберд, штат Юта. Он был успешно реализован на оборудовании и развернут как часть HiRISE на марсианском разведывательном орбитальном аппарате.^[2]

Принцип

Окрестности предсказания пикселей.

Как и другие кодеки без потерь для изображений с непрерывным тоном, FELICS работает декорреляция изображение и кодирование его энтропийный кодер. Декорреляция - это контекст ${displaystyle Delta =H-L}$ куда${displaystyle H=max(P1,P2)}$ и ${displaystyle L=min(P1,P2)}$ куда ${displaystyle P1,P2}$ - два ближайших соседа пикселя (причинный, уже закодированные и известные в декодере), используемые для предоставления контекста для кодирования текущего пикселя ${displaystyle P}$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 находится в закрытом интервале [L, H]. В противном случае он выше H или ниже L. Их можно закодировать как 1, 01 и 00 соответственно (стр. 4). На следующем рисунке показаны символы ( идеализированная) гистограмма пикселей и их значения интенсивности по оси x и частота появления по оси y.

Распределение P в диапазоне [L, H] почти однородно с небольшим пиком около центра. ${displaystyle (L+H)/2}$ этого диапазона. Когда P попадает в диапазон [L, H], P - L кодируется с использованием скорректированного бинарный код таким образом, чтобы значения в центре диапазона использовали пол (журнал₂(Δ + 1)) биты и значения на концах используют ceil (log₂(Δ + 1)) бит (стр. 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 за геометрическое распределение с каждой стороны (стр. 3). Он закодирован с помощью Код риса с параметрами, выбранными на основе предыдущего выбора. для каждого Δ и каждого возможного параметра кода Райса k, алгоритм отслеживает общее количество битов, которые использовались бы для кодирования пикселей вне диапазона. Затем для каждого пикселя он выбирает код Райса на основе Δ в пикселе.

Улучшения

Улучшения FELICS включают методы оценки Δ и оценки kНапример, в статье Ховарда и Виттера признается, что относительно плоские области (с малым Δ, особенно когда L = H) могут иметь некоторый шум, и эффективность сжатия в этих областях улучшается за счет расширения интервала и увеличения эффективного Δ. оценить оптимальные k для заданного Δ, основанного на среднем значении всех остатков предсказания, замеченных до сих пор, что быстрее и требует меньше памяти, чем вычисление количества битов, используемых для каждого k.

Смотрите также

• JPEG-LS
• PNG
• Exif - Сменный формат файла изображения
• GIMP
• Сжатие изображения
• Форматы файлов изображений
• Сравнение форматов графических файлов

Рекомендации

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. У. Бергстром, Н. Т. Бриджес, С. Дж. Хансен, В. А. Деламер, Дж. А. Грант, В. К. Гулик, К. Э. Херкенхофф, Л. Кестхейи, Р. Л. Кирк, М. Т. Меллон, С. В. Скуайрс, Н. Томас и К. М. Вейц, Научный эксперимент по визуализации изображений высокого разрешения с помощью разведывательного орбитального аппарата Марса (HiRISE), Журнал геофизических исследований, 112 (E05S02), 2007, 40 стр.