Multimédia alapú fejlesztéseknél gyakran használt veszteséges képtömörítő eljárások pszichovizuális összehasonlítása Berke József 1 - Kocsis Péter 2 - Kovács József 2 1 - Pannon Agrártudományi Egyetem, Georgikon, Mezőgazdaságtudományi Kar, Szaktanácsadási, Továbbképzési és Informatikai Központ, Keszthely 2 - Gábor Dénes Főiskola, Keszthelyi Központ Multimédia az oktatásban Berke - Kocsis - Kovács BME - 1997. június 25-26. 1
Bevezetés A digitalizált vizuális információ meghatározó szerepet tölt be a multimédia alapú anyagban Megnőtt a tömörítés jelentősége Elmúlt év végén új technológia - DVD Tömörítésre jól kidolgozott eljárások terjedtek el, pl. adaptív DCT, fraktáltranszformáció A fejlesztők és felhasználók számára kevésbé ismert a fraktál tömörítő eljárás Pszichovizuális összehasonlító vizsgálat tömörítetlen, Multimédia az oktatásban JPEG Berke -és Kocsis FIF - Kovács eljárások BME - 1997. között június 25-26. 2
A JPEG szabvány JPEG (Joint Photographic Experts Group) szabvány (adaptív) DCT-n alapul látvány kismértékű romlása árán kb. 1/30 arányú tömörítés RGB színrendszer helyett az YUV-t használ hatékonyan számítható közelítése az RVFFT Multimédia az oktatásban Berke - Kocsis - Kovács BME - 1997. június 25-26. 3
Fraktál alapú tömörítés Az eljárás lényege: A tónusos vagy színes képek fraktálok alkalmazásával való előállításának szabályait keressük a kép elemzésével, Az eljárás módszere: Michael Barnsley fraktál transzformáción alapuló eljárása jelentős a betömörítés számításigénye /800x600x24 kb. 1-2 perc - Pentium 100/ helyreállítás sokkal gyorsabb /800x600x24 kb. 1 s - Pentium 100 / Multimédia az oktatásban Berke - Kocsis - Kovács BME - 1997. június 25-26. 4
Anyag /képek, tömörítő programok/ Az eredeti felvételek Kodak Ektachrome vagy Elite II diára Átírás PhotoCD-re JPEG képek - Photoshop 3.0 Fraktál tömörítés - Fractal Imager 1.1 Iterated Systems Inc. /http://www.iterated.com / Vetített képek mérete: 640x480x24 Multimédia az oktatásban Berke - Kocsis - Kovács BME - 1997. június 25-26. 5
Tesztkérdések Kérdések lényegi Kapcsolódó kérdések Összehasonlítás szempontja(i) száma Részletgazdagság eredeti + nagyított 2+2 Tömörítetlen - JPEG Színárnyalatok 2 Tömörítetlen - JPEG Színtelítettség 2 Tömörítetlen - JPEG Részletgazdagság eredeti + nagyított 2+2 Tömörítetlen - FIF Színárnyalatok 2 Tömörítetlen - FIF Színtelítettség 2 Tömörítetlen - FIF Színárnyalatok 1 FIF-JPEG Felismerhetőség 1 FIF-JPEG Multimédia az oktatásban Berke - Kocsis - Kovács BME - 1997. június 25-26. 6
A kérdések Mekkora az eltérés a képek apró részleteinek láthatósága között? Mekkora az eltérés a képek geometriai alakzatainak torzulása között? Mekkora az eltérés a két kép színárnyalatai között? Mekkora az eltérés a két kép színtelítettsége között? Milyen mértékben változott meg a kép apró részleteinek láthatósága a 2x nagyítás hatására? Milyen mértékben változott meg a kép apró részleteinek láthatósága a 4x nagyítás hatására? Milyen mértékben változtak meg a kép színárnyalatai a 2x nagyítás hatására? Milyen mértékben változott meg a kép színtelítettsége a 4x nagyítás hatására? Van-e eltérés a két képen az alakzatok felismerhetősége között? Van-e különbség a 2 képen a színárnyalatok elkülönülése között? Multimédia az oktatásban Berke - Kocsis - Kovács BME - 1997. június 25-26. 7
A válaszadók Jelenleg több mint 100 fő a válaszadó Ebből: Több mint 80 % tanul(t) felsőfokú informatikát Közel 40 % tanult multimédia alapokat Közel 10 % még digitális képfeldolgozást is tanult Multimédia az oktatásban Berke - Kocsis - Kovács BME - 1997. június 25-26. 8
Eredmények A tömörített képek jelentős látványbeli romlást okoznak Átlagos tömörítés 1-8 képekre: JPEG - 1/30 FIF - 1/50 Átlagos tömörítés 9-10 képekre: JPEG - 1/5 FIF - 1/10 Multimédia az oktatásban Berke - Kocsis - Kovács BME - 1997. június 25-26. 9
Tömörítetlen - JPEG eljárások összehasonlítása 70 60 50 40 30 20 10 0 Nincs Alig Minimális Jelentős Nagy Alakzattorzulás Részletek Részletek 2x Színtelítettség Színárnyalat Színtelítettség 4x Színárnyalat 2x Részletek 4x Multimédia az oktatásban Berke - Kocsis - Kovács BME - 1997. június 25-26. 10
JPEG tömörített képeknél A tömörítetlenhez képest jelentős az eltérés szinte minden kérdés esetén Különösen zavaró /idegen/ nagyításkor a képek digitális volta Jelentős a tömörítési arány: 1/30 Multimédia az oktatásban Berke - Kocsis - Kovács BME - 1997. június 25-26. 11
Tesztképek I. JPEG /1:30/ Tömörítetlen JPEG 4x nagyítás eredeti /nagyítatlan/ Multimédia az oktatásban Berke - Kocsis - Kovács BME - 1997. június 25-26. 12
Tömörítetlen - FIF eljárások összehasonlítása 70 60 50 40 30 20 10 0 Nincs Alig Minimális Jelentős Nagy Alakzattorzulás Részletek Részletek 2x Színtelítettség Színárnyalat Színtelítettség 4x Színárnyalat 2x Részletek 4x Multimédia az oktatásban Berke - Kocsis - Kovács BME - 1997. június 25-26. 13
Fraktál tömörített képeknél A tömörítetlenhez képest minimális - jelentős az eltérés Különösen kedvező a nagyított képek megítélése Kíváló a tömörítési arány: 1/50 Multimédia az oktatásban Berke - Kocsis - Kovács BME - 1997. június 25-26. 14
Tesztképek II. FIF /1:50/ Tömörítetlen FIF 4x nagyítás eredeti /nagyítatlan/ Multimédia az oktatásban Berke - Kocsis - Kovács BME - 1997. június 25-26. 15
FIF - JPEG tömörítő eljárások összehasonlítása ÖSSZESÍTÉS 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Színárnyalat Felismerhetőség Nincs különbség Alig JPEG Alig FIF Láthatóan JPEG Láthatóan FIF Jelentősen JPEG Jelentősen FIF Nagy JPEG Nagy FIF Multimédia az oktatásban Berke - Kocsis - Kovács BME - 1997. június 25-26. 16
JPEG - FIF összehasonlítás Színárnyalatban jelentős-nagy eltérés a FIF javára Felismerhetőségben látható-jelentős eltérés a FIF javára A fraktál nagyított képek rendkívül kedvező fogadtatása jellemző Multimédia az oktatásban Berke - Kocsis - Kovács BME - 1997. június 25-26. 17
Tesztképek III. Multimédia az oktatásban Berke - Kocsis - Kovács BME - 1997. június 25-26. 18