2.6. Формати цифрових зображень
Цифрові зображення широко використовуються в телекомунікаційних застосуваннях, базах даних і машинному зорі. Для обміну даними різними апаратними та програмними забезпеченнями були розроблені стандартні формати зображень. Одна із можливих ситуацій показана на Рис.2.6.1. На жаль, сьогодні використовується велика кількість різних форматів, деякі з них будемо розглядати далі.
Рис.2.6.1 Графічні дані у вигляді зображень створюють, отримують та перетворюють багато пристроїв і прикладних програм. Стандартні формати файлів зображень необхідних для ефективного спільного використання деяких пристроїв та програм.
Вихідні зображення можна розглядати як звичайний потік байтів, які представляють пікселі зображення по черзі, рядок за рядком. Такий порядок часто називають растровим порядком (raster order). в потоці байт можуть бути присутні маркери для розділу рядків зображення. В піксельних даних вихідного зображення відсутні такі параметри як тип зображення, розмір, час і спосіб отримання.
2.6.1. Заголовок файлу зображення
Заголовок файлу робить файл зображення самодостатнім для подальшого опрацювання різними програмами – в ньому зберігаються всі характеристики, які необхідні для роботи зі зображенням. В заголовку можуть зберігатися розміри і типи зображення, дата створення, назва і т.д. В заголовку також можуть бути присутні палітра чи таблиця кодування для інтерпретації пікселів. Корисною, але не завжди доступною можливістю являється розділ історії обробки для зберігання коментарів про створення та обробку зображення.
2.6.2. Дані зображення
Деякі формати розраховані на обмежений набір типів зображення, наприклад, на бінарні і чорно-білі. Проте найбільш поширені формати продовжують розвиватися. Кількість властивостей та типів зображення, які вони можуть підтримувати постійно збільшується. Різні формати можуть відрізнятися граничними розмірами зображення. Деякі формати розраховані на роботі з послідовністю кадрів.
2.6.3. Стиснення даних
В багатьох форматах передбачено стиснення даних зображення. При цьому безпосередньо в файл зображення розміщуються значення не всіх пікселів. В залежності від необхідної якості і методі стиснення можливо зменшення фалового розміру зображення до 30 чи навіть 3 процентів від вихідного об'єму. Методи стиснення поділяються на стиснення без втрат (lossless compression) та стиснення з втратами (lossy compression) інформації. При стисненні без втрат вихідне зображення може бути точно відтворено за даними із файлу зображення. І навпаки, при стисненні з втратами вихідне зображення може бути відтворено не абсолютно точно. Деколи втрата якості помітна, але не завжди.
При використанні стиснення в файлі зображення також потрібно зберігати деяку додаткову інформацію про тип і параметри методів стиснення. Більшість цифрових зображень сильно відрізняються від символічної цифрової інформації тим, що втрата чи зміна деяких біт в даних зображення для людського сприйняття або буде зовсім непомітна, або ефект буде невідчутним. Зазвичай результати змін бувають несуттєвими і можливі для комп'ютерної обробки зображень. це сильно відрізняється від більшості інших типів файлів. Наприклад, зміна одного біта в записі про працівника в базі диних може привести до зміни зарплати працівника на $8192 чи адресу місця життя з А на Б.
Метод стиснення без втрат називається такий метод стиснення зображення, для якого існує метод розпаковки, який дозволяє точно (з точністю до біта) відновити вихідне зображення. В іншому випадку метод стиснення називається методом стиснення з втратами.