Сжатие изображения

Сжатие изображения применяется на всех этапах работы с цифрой: при сохранении снимков на картах памяти в камере, при обработке на компьютере и во время финального экспорта изображения для публикации в сети или печати. Без эффективных алгоритмов сжатия хранение современных многомегапиксельных файлов потребовало бы колоссальных объемов памяти.

Суть и принцип работы

Цифровое изображение представляет собой матрицу пикселей, каждый из которых описывается числовыми значениями цветов и яркости. В исходном виде такие массивы данных содержат огромную избыточность. Например, на фотографии ясного неба множество соседних пикселей имеют практически идентичные оттенки. Алгоритмы сжатия анализируют эти повторяющиеся структуры и упаковывают данные более компактно, сокращая количество бит, необходимых для описания картинки.

Разновидности сжатия

Все методы компрессии делятся на две принципиальные категории:

• Сжатие без потерь (Lossless). Алгоритмы уменьшают размер файла за счет математической оптимизации кода без удаления какой-либо информации. При распаковке изображение восстанавливается в абсолютно исходном виде, бит-в-бит. Этот метод используется в таких форматах, как TIFF или PNG, а также в архивных вариантах RAW.
• Сжатие с потерями (Lossy). Метод предполагает безвозвратное удаление части информации, которую человеческий глаз воспринимает с трудом (например, мелкие градации яркости или высокочастотные детали цвета). Это позволяет добиться многократного уменьшения размера файла (как в формате JPEG), но повторное сохранение и перепаковка файла постепенно накапливают артефакты изображения.

Практическое применение и форматы

Выбор типа сжатия диктуется задачами фотографа. При первичной съемке и глубокой ретуши критически важно сохранять максимальное качество, поэтому применяются несжатые форматы или сжатие без потерь. Для публикации в интернете, отправки заказчикам или быстрой демонстрации используется сжатие с потерями в универсальных форматах изображений.

Типичные ошибки и заблуждения

Главная ошибка начинающих авторов — многократное пересохранение рабочих файлов в формате JPEG с высоким уровнем сжатия. Каждое такое действие приводит к деградации картинки, появлению блочной сетки («мозаики») и цифрового «шума» на контрастных границах. Также ошибочно полагать, что сжатие без потерь уменьшает файл так же сильно, как компрессия с потерями: степень сжатия без потерь напрямую зависит от характера самого кадра и наличия в нем однородных зон.