×
20.06.2013
216.012.4e29

СПОСОБ СЖАТИЯ ГРАФИЧЕСКИХ ФАЙЛОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к методам сжатия цифровых изображений. Техническим результатом является повышение степени сжатия графических файлов. В способе задают число возможных градаций уменьшения геометрических размеров исходного кадра, уменьшают его геометрические размеры на величину первой градации, сжимают, декомпрессируют и увеличивают до исходного размера, затем определяют величину пикового отношения сигнал/шум и сравнивают ее с предварительно заданным значением, при этом если полученное значение превысит заданное, то все операции повторяют для второй и последующих градаций до тех пор, пока величина пикового отношения сигнал/шум не станет меньше или равна заданному значению указанного отношения. 4 ил.
Основные результаты: Способ сжатия графических файлов, включающий операции изменения геометрических размеров исходных кадров графического изображения с последующей декомпрессией кадров графического изображения и качественной оценки параметров, отличающийся тем, что сначала задают число возможных градаций уменьшения геометрических размеров исходного кадра, затем уменьшают его геометрические размеры на величину первой градации, сжимают, декомпрессируют и увеличивают до исходного размера, после чего определяют величину пикового отношения сигнал/шум, характеризующую качество восстановленного кадра по сравнению с исходным, и сравнивают ее с предварительно заданным значением, при этом если полученное значение превысит заданное, то все операции повторяют для второй и последующих градаций до тех пор, пока величина пикового отношения сигнал/шум не станет меньше или равна заданному значению отношения сигнал/шум.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к обработке, сжатию и передаче информации, в частности к способу сжатия графических файлов, и может быть использовано в системах передачи и приема сжатых графических файлов.

Из уровня техники известен способ (US 7020837, 28.03.2006) для эффективного сжатия графического содержания в сложных файлах PDF, содержащих комбинированные сложные графические страницы, каждая из которых составлена из базовой страницы и нуля или более наложений, а также страниц PDF. При этом страницы и графические элементы каждой страницы сохранены в статических файлах PDF.

Известен способ (CN 1595452, 16.03.2005) сжатия без потерь для графического файла, в котором сжимают графический файл согласно заданным параметрам длины регистра сжатия. Выбирают оптимальный параметр длины регистра сжатия. После этого сжимают графический файл согласно выбранному оптимальному параметру длины. Затем главная информация файла (графическая информация), информация сжатия и так далее вместе со сжатыми данными записываются в файле, тем самым формируя файл сжатия.

Недостатками известных способов является то, что после передачи сжатых файлов и их декомпрессии графическое изображение на выходе теряет четкость, при том что способы-аналоги обеспечивают относительно низкую степень сжатия, что не позволяет сжатые ими файлы передавать с большой скоростью по каналам передачи данных.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному является контурный способ сжатия графических файлов (патент РФ №2339998, 06.03.2007 г.). В известном способе-прототипе кадр графического изображения уменьшают при помощи специальной функции (ресайза), по меньшей мере, в 4 раза, сжимают и сохраняют его в сжатом файле, который декомпрессируют и увеличивают, по меньшей мере, в 4 раза. Затем исходный кадр графического изображения накладывают на декомпрессионный увеличенный кадр, производят поиск разницы пиксельных значений между исходным кадром графического изображения и декомпрессионным увеличенным кадром из заданного значения контраста по признаку контрастных элементов при помощи арифметического вычитания друг из друга. Затем, полученный кадр со значениями контура контрастных элементов сжимают без потерь и сохраняют в сжатом файле.

Недостаток способа-прототипа состоит в том, что для изображений с достаточно низким показателем контрастности полученный кадр со значениями контура контрастных элементов будет содержать относительно малое число нулевых коэффициентов. В результате для него обеспечивается довольно низкая степень сжатия, что не позволяет сжатые файлы передавать с большой скоростью по каналам передачи данных. Кроме того, известный способ-прототип не обеспечивает максимально возможную степень сжатия кадра графического изображения исходя из заданного качества восстановленного и увеличенного кадра графического изображения.

Техническим результатом заявляемого способа является повышение степени сжатия графических файлов и скорости их передачи по каналам данных для заданной величины пикового отношения сигнал/шум.

Это достигается тем, что способ сжатия графических файлов, включающий операции изменения геометрических размеров исходных кадров графического изображения с последующей декомпрессией кадров графического изображения и качественной оценки параметров, отличается тем, что сначала задают число возможных градаций уменьшения геометрических размеров исходного кадра, затем уменьшают его геометрические размеры на величину первой градации, сжимают, декомпрессируют и увеличивают до исходного размера, после чего определяют величину пикового отношения сигнал/шум, характеризующую качество восстановленного кадра по сравнению с исходным, и сравнивают ее с предварительно заданным значением, при этом если полученное значение превысит заданное, то все операции повторяют для второй и последующих градаций до тех пор, пока величина пикового отношения сигнал/шум не станет меньше или равна заданному значению отношения сигнал/шум.

Заявленный способ поясняется чертежами, на которых показаны:

фиг.1 - принцип представления кадра графического изображения на основе 5 возможных градаций уменьшения его исходных геометрических размеров. Здесь L - горизонтальный размер кадра, выраженный в пикселях; H - вертикальный размер кадра, выраженный в пикселях;

фиг.2 - исходный кадр графического изображения и декомпрессированный кадр после сжатия его алгоритмом JPEG;

фиг.3 - увеличенный до исходного размера декомпрессированный кадр после сжатия алгоритмом JPEG его копии, геометрические размеры которой были уменьшены в 2 раза по отношению к исходному размеру, и увеличенный до исходного размера декомпрессированный кадр, после сжатия алгоритмом JPEG его копии, геометрические размеры которой были уменьшены в 3 раза по отношению к исходному размеру;

фиг.4 - увеличенный до исходного размера декомпрессированный кадр после сжатия алгоритмом JPEG его копии, геометрические размеры которой были уменьшены в 4 раза по отношению к исходному размеру, и увеличенный до исходного размера декомпрессированный кадр после сжатия алгоритмом JPEG его копии, геометрические размеры которой были уменьшены в 5 раза по отношению к исходному размеру.

Способ сжатия графических файлов JPEG (файл JPEG - сжатый файл с расширением *.jpg (англ. Joint Photographic Experts Group, по названию организации-разработчика)) реализуется следующим образом.

В конкретном примере реализации способа число градаций задано равным пяти.

1. Определяют число возможных градаций уменьшения геометрических размеров исходного кадра.

Градация уменьшения геометрических размеров исходного кадра d представляет шаг деления L - горизонтального размера кадра графического изображения в пикселях и H - вертикального размера кадра графического изображения согласно формулам:

где Ld - горизонтальный размер кадра графического изображения в пикселях для d-й градации (на шаге градации d); Hd - вертикальный размер кадра графического изображения в пикселях для d-й градации (на шаге градации d).

Согласно формуле (1) для первой градации d=1 (на 1-м шаге градации) геометрические размеры кадра графического изображения не изменяются: L1=L и H1=H. Для второй градации d=2-L2=L/2 и H2=H/2. Для третьей градации d=3-L3=L/3 и H3=H/3 и т.д.

Чем ниже пропускная способность и чем меньше свободного места на носителе информации, тем большим выбирают значение градаций.

В качестве примера на фиг.1 показаны геометрические размеры тестового кадра графического изображения для числа градаций d=5.

Реализовать процедуру уменьшения геометрических размеров кадра графического изображений для второй и последующих градаций можно при помощи ресайза, описанного в патенте РФ №2339998, 06.03,2007 г., или посредством программы «Microsoft office picture manager», которая входит в состав пакета программ «Средства Microsoft Office».

2. Задают качество восстановленного и увеличенного кадра графического изображения величиной пикового отношения сигнал/шум (PSNR) к исходному кадру. С учетом того, что исходное трехцветное изображение имеет 3 компоненты - R, G, B [см. Телевидение (общий курс), Под ред. П.В.Шмакова, М.: «Связь», 1970, с.41], то итоговое выражение для PSNR будет иметь вид:

где L - горизонтальный размер кадра графического изображения в пикселях; H - вертикальный размер кадра графического изображения; (Yk(l, h)- l-е, h-е значение пикселя k-й компоненты исходного кадра графического изображения;

- l-е, h-е значение пикселя k-й компоненты декомпрессированного после сжатия и увеличенного до исходного геометрического размера кадра; B - число битов, отводимых на точку (в зависимости от количества представляемых цветов на каждую точку отводится от 1 до 48 битов); K=3 - число компонентов R, G, B.

Чем меньше различий в числовых значениях пикселей между исходным кадром графического изображения и декомпрессированным после сжатия и увеличенным до исходного геометрического размера кадра, тем выше значение показателя PSNR. Следовательно, тем меньше претерпевает изменений файл после процедур уменьшения геометрических размеров и сжатия с помощью алгоритма JPEG.

В исходном состоянии кадр графического изображения хранится в графическом файле BMP (от англ. Bitmap Picture - формат хранения растровых изображений, разработанный компанией Microsoft). После сжатия - в графическом файле JPEG.

Выбор заданного качества восстановленного и увеличенного кадра графического изображения PSNRдоп определяется техническими возможностями системы передачи информации или свободным объемом носителя информации. Чем ниже пропускная способность и чем меньше свободного места на носителе информации, тем ниже выбирают исходное значение показателя PSNRдоп.

3. Уменьшают геометрические размеры исходного кадра на значение первой градации L1=L и H1=H, после чего его сжимают.

Для градации d=1 геометрические размеры графического кадра не меняются. При сжатии кадра графического изображения используют алгоритм сжатия с потерями JPEG. В результате получают графический файл с расширением *.jpg.

Алгоритмы сжатия на базе алгоритма сжатия с потерями JPEG известны и описаны, например, в (Б.Скляр. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е, испр.: пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильямс», 2003. С.893-896).

4. Декомпрессируют сжатый графический файл с расширением *.jpg и увеличивают геометрические размеры графического файла до исходного размера. Для градации d=1 геометрические размеры декомпрессированного графического кадра не увеличивают.

Декомпрессировать сжатый графический файл с расширением *.jpg в графический файл с расширением *.bmp можно посредством программы Paint, которая входит в пакет стандартных программ операционной системы Windows любой версии.

Увеличить декомпрессированный файл можно при помощи ресайза, описанного в патенте РФ №2339998, 06.03.2007 г., или посредством программы «Microsoft office picture manager», которая входит в состав пакета программ «Средства Microsoft Office».

В качестве примера на фиг.2 представлен исходный кадр графического изображения и декомпрессированный кадр после сжатия его алгоритмом JPEG для градации d=1.

5. Оценивают величину PSNR для градации d=1 и сравнивают ее с предварительно заданной величиной PSNRдоп.

Для оценки пикового отношения сигнал/шум PSNRd для декомпрессированного и увеличенного до исходного размера кадра графического изображения (для градации d=1 геометрические размеры кадра после декомпрессии не увеличивают) применяют формулу (2).

Сравнивают величину PSNR1 для d=1 с величиной PSNRдоп.

Если PSNR1>PSNRдоп, то этапы 3, 4 и 5 повторяют до тех пор, пока не будет выполнено условие PSNR1≤PSNRдоп.

Каждая последующая градация уменьшения геометрического размера исходного кадра ведет к ухудшению качества по показателю PSNR для декомпрессированного и увеличенного до исходного размера кадра.

В качестве примера на фиг.3 и 4 показаны декомпрессированные и увеличенные до исходного размера кадры для градаций d=2, d=3, d=4, d=5.

В качестве итогового сжатого графического файла с расширением *.jpg выбирают файл, полученный на последней градации, если выполняется условие PSNR1=PSNRдоп. В противном случае, если выполняется условие PSNR1<PSNRдоп, в качестве итогового сжатого графического файла с расширением *.jpg выбирают файл, полученный на предыдущей градации уменьшения геометрического размера исходного кадра.

В качестве примера, для тестового изображения на фиг.1 представлены оцененные величины по формуле (2) для 1, 2, 3, 4 и 5 градаций: PSNR1=36,9384 дБ, PSNR2=31,9429 дБ, PSNR3=29,4774 дБ, PSNR4=27,8353 дБ, PSNR5=26,7854 дБ.

Объем исходного файла BMP кадра графического изображения составлял 921654 байт. Объемы сжатых файлов JPEG для 1, 2, 3, 4 и 5 градации соответственно 43943 байта, 13071 байт, 7026 байт, 4589 байт, 3331 байт.

Таким образом, благодаря новой совокупности существенных признаков, заключающихся в том, что определяют число возможных градаций уменьшения геометрических размеров исходного кадра, среди которых находят такую, при которой PSNR сжатого, а потом декомпрессированного и увеличенного до исходного размера кадра графического изображения к исходному кадру не превысит предварительно заданного PSNR, обеспечивается максимально возможная степень сжатия.

Способ сжатия графических файлов, включающий операции изменения геометрических размеров исходных кадров графического изображения с последующей декомпрессией кадров графического изображения и качественной оценки параметров, отличающийся тем, что сначала задают число возможных градаций уменьшения геометрических размеров исходного кадра, затем уменьшают его геометрические размеры на величину первой градации, сжимают, декомпрессируют и увеличивают до исходного размера, после чего определяют величину пикового отношения сигнал/шум, характеризующую качество восстановленного кадра по сравнению с исходным, и сравнивают ее с предварительно заданным значением, при этом если полученное значение превысит заданное, то все операции повторяют для второй и последующих градаций до тех пор, пока величина пикового отношения сигнал/шум не станет меньше или равна заданному значению отношения сигнал/шум.
СПОСОБ СЖАТИЯ ГРАФИЧЕСКИХ ФАЙЛОВ
СПОСОБ СЖАТИЯ ГРАФИЧЕСКИХ ФАЙЛОВ
СПОСОБ СЖАТИЯ ГРАФИЧЕСКИХ ФАЙЛОВ
СПОСОБ СЖАТИЯ ГРАФИЧЕСКИХ ФАЙЛОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 73.
20.01.2013
№216.012.1dfb

Способ автоматического обнаружения сигналов

Изобретение относится к способам обнаружения радиосигналов (PC). Техническим результатом является расширение функциональных возможностей в части обеспечения обнаружения одиночных PC в условиях априорной неопределенности о времени их излучения без предварительного определения значения порога...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473169
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.03.2013
№216.012.319f

Устройство формирования видеосигнала от кмоп-матрицы

Изобретение относится к области телевизионной техники, предназначено для формирования видеосигнала изображения объектов от фотоэлектрической КМОП-матрицы с цифровыми пикселами (Digital Pixel Sensor, DPS). Техническим результатом является возможность съема видеоинформации одновременно с разных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478241
Дата охранного документа: 27.03.2013
20.04.2013
№216.012.381f

Способ автоматического обнаружения узкополосных сигналов

Изобретение относится к области обнаружения узкополосных радиосигналов в условиях априорной неопределенности и может быть использовано на линиях радиосвязи, работающих в условиях воздействия аддитивных шумов. Технический результат - повышение достоверности принятия решения о наличии полезного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479920
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.04.2013
№216.012.3bce

Способ электрического качания луча

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для быстрого электрического сканирования лучом антенной решетки (АР). Техническим результатом является повышение эффективности фазированной антенной решетки за счет расширения сектора обзора и сохранения энергетических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480871
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.04.2013
№216.012.3bec

Способ автоматического обнаружения сигналов

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к способам обнаружения сигналов. Техническим результатом является расширение области применения для обнаружения кратковременных одиночных сигналов в условиях априорной неопределенности о времени их излучения в аддитивных шумах высокой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480901
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.05.2013
№216.012.4551

Способ поляризационной адаптации коротковолновых радиолиний, работающих ионосферными волнами (варианты)

Изобретения относятся к области радиосвязи, а именно к коротковолновым (KB) радиолиниям, использующим отраженные от ионосферы радиоволны, и, в частности, к радиолиниям, обеспечивающим более устойчивую работу в условиях поляризационных замираний сигнала в точке приема, обусловленных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483322
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.06.2013
№216.012.4a27

Сверхширокополосная антенная решетка

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве сверхширокополосной антенны с несколькими видами поляризации: вертикальной, горизонтальной и круговой (эллиптической) правого и левого вращения. Техническим результатом является разработка сверхширокополосной антенной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484563
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.06.2013
№216.012.4a39

Способ обнаружения сигналов без несущей

Изобретение относится к способам обнаружения сигналов. Технический результат состоит в использовании способа при обнаружении кратковременных одиночных сигналов без несущей в условиях априорной неопределенности о времени их излучения в аддитивных шумах высокой интенсивности. Для этого принимают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484581
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4e8e

Способ обнаружения сигналов без несущей

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах радиоконтроля, работающих в условиях аддитивных шумов высокой интенсивности. Технический результат - возможность обнаружения кратковременных одиночных сигналов без несущей. Принятый и оцифрованный сигнал делят на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485692
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.524c

Электронный фазовращатель

Изобретение относится к устройствам радиоэлектроники, в которых автоматически регулируется скорость квазипеременных процессов с целью достижения определенных фазовых соотношений между ними. Техническим результатом является устранение фазовых и амплитудных ошибок в раскрыве антенны, ограничений...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486661
Дата охранного документа: 27.06.2013
Показаны записи 1-10 из 91.
27.03.2013
№216.012.319f

Устройство формирования видеосигнала от кмоп-матрицы

Изобретение относится к области телевизионной техники, предназначено для формирования видеосигнала изображения объектов от фотоэлектрической КМОП-матрицы с цифровыми пикселами (Digital Pixel Sensor, DPS). Техническим результатом является возможность съема видеоинформации одновременно с разных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478241
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.04.2013
№216.012.3bce

Способ электрического качания луча

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для быстрого электрического сканирования лучом антенной решетки (АР). Техническим результатом является повышение эффективности фазированной антенной решетки за счет расширения сектора обзора и сохранения энергетических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480871
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.06.2013
№216.012.4a27

Сверхширокополосная антенная решетка

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве сверхширокополосной антенны с несколькими видами поляризации: вертикальной, горизонтальной и круговой (эллиптической) правого и левого вращения. Техническим результатом является разработка сверхширокополосной антенной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484563
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4e8e

Способ обнаружения сигналов без несущей

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах радиоконтроля, работающих в условиях аддитивных шумов высокой интенсивности. Технический результат - возможность обнаружения кратковременных одиночных сигналов без несущей. Принятый и оцифрованный сигнал делят на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485692
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.524c

Электронный фазовращатель

Изобретение относится к устройствам радиоэлектроники, в которых автоматически регулируется скорость квазипеременных процессов с целью достижения определенных фазовых соотношений между ними. Техническим результатом является устранение фазовых и амплитудных ошибок в раскрыве антенны, ограничений...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486661
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.09.2013
№216.012.68eb

Адаптивный следящий измеритель

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в телевизионных, радиотехнических и радиолокационных системах измерения параметров траекторий летательных аппаратов и других системах аналогичного назначения, в которых информация о непосредственно измеряемых координатах объекта...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492506
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.11.2013
№216.012.7fde

Способ сжатия графических файлов

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в повышении степени сжатия графических файлов и скорости их передачи по каналам данных для заданной величины пикового отношения сигнал/шум. Способ сжатия графических файлов включает операции изменения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498407
Дата охранного документа: 10.11.2013
27.11.2013
№216.012.8632

Способ сжатия графических файлов

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в повышении скорости передачи данных. Способ сжатия графических файлов, заключающийся в том, что предварительно задают число градаций уменьшения геометрических размеров исходного кадра графического изображения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500032
Дата охранного документа: 27.11.2013
10.01.2014
№216.012.95fa

Способ обнаружения сигналов без несущей

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в сверхширокополосных короткоимпульсных системах связи. Способ обнаружения сигналов без несущей заключается в том, что оцифрованный аналоговый сигнал делят на фрагменты, соответствующие числу элементов предварительно заданного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504088
Дата охранного документа: 10.01.2014
27.01.2014
№216.012.9cca

Способ формирования изображения различных полей зрения

Способ может быть использован для наблюдения Земли из космоса с использованием матричной телевизионной системы для измерения ориентации визирной оси телекамеры по изображению горизонта Земли с помощью построения местной вертикали. Способ включает одновременное формирование двух полей зрения с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505844
Дата охранного документа: 27.01.2014
+ добавить свой РИД