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컴퓨터와 멀티미디어. “ 이미지와 그래픽 2” 서 영 건 young@gnu.ac.kr. 이미지의 압축 (compression). 이미지 데이터의 양을 줄이는 방법 한 픽셀 당 데이터의 양을 줄이는 방법 이미지를 구성하는 픽셀의 수를 줄이는 방법 데이터를 ( ) 하는 방법. 이미지의 압축 (compression). 이미지 압축 기법 무손실 기법 손실되는 데이터가 없어서 압축한 이미지를 복원하였을 때 압축하기 전과 이미지가 완전히 일치하는 기법 손실 기법
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컴퓨터와 멀티미디어 “이미지와 그래픽2” 서 영 건 young@gnu.ac.kr
이미지의 압축(compression) • 이미지 데이터의 양을 줄이는 방법 • 한 픽셀당 데이터의 양을 줄이는 방법 • 이미지를 구성하는 픽셀의 수를 줄이는 방법 • 데이터를 ( )하는 방법
이미지의 압축(compression) • 이미지 압축 기법 • 무손실 기법 • 손실되는 데이터가 없어서 압축한 이미지를 복원하였을 때 압축하기 전과 이미지가 완전히 일치하는 기법 • 손실 기법 • 압축할 때 데이터가 손실되기 때문에 압축한 이미지를 복원할 때 압축하기 전의 이미지와 일치하지 않음 • 압축하기 전과 압축한 데이터의 차이를 사람이 거의 느끼지 못할 정도만 데이터를 손실하기 때문에 데이터의 양을 줄이는 측면에서 많이 사용되는 기법
이미지의 압축(compression) • GIF 압축 • RLE(Run Length Encoding)이라는 기법을 사용한 알고리즘 • 하나의 이미지 내에서 같은 값이 연속적으로 몇 번 나타나는지를 표현함으로써 압축하는 방식 • ( ) 방향으로 스캔하여 압축을 하기 때문에 ( ) 방향으로 같은 색을 가지고 있을 경우에는 압축 효율이 높지만 반대의 경우 압축하고 난 후의 이미지의 용량이 오히려 커지게 됨
이미지의 압축(compression) • GIF 압축의 예
이미지의 압축(compression) • GIF의압축률의 비교 154 bytes 213 bytes 318bytes 501 bytes 1,148 bytes 8,236 bytes * 수평으로 같은 색을 갖는 이미지의 경우 압축 효과가 크다.
이미지의 압축(compression) • JPEG 압축 • JPEG(Joint Photographic Experts Group) • 특별히 컬러 사진의 압축을 위하여 고안 • 1992년 국제 표준으로 확정 • X-레이나 CT사진 - 무손실(Lossless)압축이 사용되고, • 일반적으로는 손실(Lossy)압축이 사용됨 • 24비트 컬러 사용 • 압축 특성으로 인한 계단현상이 나타날 수 있음 • 색상 모델 변환, 블록화, DCT 변환, 양자화, 엔트로피 부호화 등의 절차를 거쳐 수행하게 됨
이미지의 압축(compression) • JPEG 압축 및 복원 과정
이미지의 압축(compression) • JPEG 압축 및 복원 과정 • 색상 모델 변환 • 이미지의 RGB색상 모델을 YIQ색상 모델로 변환 • 인간의 시각이 색상보다는 화상의 밝기에 더욱 민감하기 때문에 Y를 좀 더 정교하게 나타내기 위함 • 블록화(Blocking) • Y, I, Q에 대한 각각의 성분을 8*8 블록으로 나눔
이미지의 압축(compression) • JPEG 압축 및 복원 과정 • DCT 변환(Discrete Cosine Transform) • 2차원 평면 공간의 컬러 정보를 2차원의 주파수 정보로 푸리에 변환(Fourier Transform)하는 과정 • 블록 단위 별로 DCT연산 수행 • 64개의 DCT계수를 얻음 • 이 중에서 가장 처음에 얻어지는 것은 DC(직류) 성분이고나머지 63개는 AC(교류) 성분 • 주파수 분포 특성 : 이미지의 왼쪽 위쪽으로 갈수록 주파수가 낮아지고 오른쪽 아래로 갈수록 주파수가 높아짐
이미지의 압축(compression) • JPEG 압축 및 복원 과정 • DCT 변환 저주파 성분 중파 성분 고주파 성분
이미지의 압축(compression) • JPEG 압축 및 복원 과정 • 양자화(Quantization) • 인간이감지하지 못할 정도의 범위 내에서 미리 정의된 양자화 테이블을 사용하여 DCT 계수를 각각 나누고 그 결과를 반올림하여 정수로 계산하는 과정 • 높은 주파수 부분의 값은 거의 0 이 됨 • 가장 큰 압축이 일어나는 동시에 가장 데이터 손실이 많은 과정
이미지의 압축(compression) • JPEG 압축 및 복원 과정 • 엔트로피 코딩 • 무손실 압축을 사용하여 최종 압축을 수행 • 일반적으로 허프만 코딩(Huffman coding)을 많이 사용 • 양자화된 DCT 계수를 공간적 특성에 따라 더욱 압축함 • DCT 계수를 ( ) 형태로 스캔하여 낮은 주파수에서 높은 주파수 순으로 주로 부호화
이미지의 압축(compression) • JPEG 압축 및 복원 과정 • 엔트로피 부호화 : 허프만 테이블의 예