Compressione delle immagini semplice, streaming e senza perdita di dati

Qualcuno sa di eventuali tecniche di compressione delle immagini con le seguenti caratteristiche:

senza perdita
streaming - Voglio comprimere al volo, pixel per pixel.
sovraccarico di memoria insufficiente - posso permettermi di bufferizzare una singola linea, ma idealmente nemmeno quello.
nessun dizionario dinamico
Solo immagini "del mondo reale", quindi le prestazioni su "casi cattivi" come le scacchiere non sono importanti
Compressione 2-3x (5x-10x sarebbe ancora meglio, ma questo è molto lo so)
può operare su pixel da 10-16 bit (a seconda della mia fotocamera)

Le mie immagini avranno una larghezza di ~ 1k pixel, con una frequenza di pixel di ~ 20Mpix / sec. La profondità dei pixel sarà compresa tra 10 e 16 bit per pixel (a seconda della scelta della fotocamera). Supponiamo che le larghezze di pixel inferiori a 16 bit siano rappresentate all'interno di una parola di 16 bit per ora, anziché dover essere estratte da un flusso di bit continuo.

Qualche forma di delta + codifica aritmetica forse?

image-processing image-compression

— Martin Thompson
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I pixel da 10 a 16 bit sono sempre imbottiti per dire, 16 bit o sono impacchettati?

— Paul R,

Sembra che non ci siano molti requisiti specifici per l'immagine lì. A rischio di sembrare ovvio, hai mai considerato di provare un algoritmo standard di compressione dei dati di streaming, come zlib, LZMA, ecc.?

— Jason R,

@PaulR - domanda aggiornata - i pixel saranno riempiti.

— Martin Thompson,

@JasonR: Ho fatto un po 'di indagine sulle tecniche "standard", ma la mia impressione (forse imprecisa?) Sembra che siano troppo dinamiche e abbastanza affamate di memoria (rispetto al mio criterio "anche 1K lo allunga" :)

— Martin Thompson,

l'huffyuv menzionato di seguito è abbastanza simile al tuo suggerimento "delta + aritmetico". Sebbene ovviamente usi huffman invece della codifica aritmetica per la parte di codifica entropica. su 8 bit / pixel raggiunge in genere leggermente sopra la compressione 2x, con solo 1 buffer di linea.

— Mr. White,

Risposte:

Puoi prendere in considerazione l'utilizzo di Huffyuv: http://neuron2.net/www.math.berkeley.edu/benrg/huffyuv.html

Questo non è molto meglio di un semplice zip, ma è comunque leggermente ottimizzato per le immagini.

Qualsiasi compressione legata all'immagine deriva da tecniche come la quantizzazione vettoriale o la codifica Transform. Per utilizzare trasformazioni come DCT / Wavelet e renderle senza perdita di dati, puoi pensare a JPEG-LS o JPEG2000 per la compressione. L'unica cosa è che non è streaming nel tuo senso della definizione.

— Dipan Mehta
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Huffyuv richiede solo un buffer di linea, la sua tecnica di decorrelazione spaziale (il predittore mediano) è quindi semplice. Per tassi di compressione più elevati, è fondamentale un buon predittore spaziale. Aspettatevi che la quantità richiesta di buffer di linea aumenti in modo significativo. DCT / Wavelet, ad esempio, richiede almeno da 4 a 8 righe, al fine di ottenere risultati migliori rispetto a Huffyuv

— Mr. White,

Questo sembra quello che avresti messo in una fotocamera digitale per un RAW senza perdita di dati.

1 / Controlla il codice sorgente di dcraw per vedere cosa stanno già facendo vari produttori di fotocamere. Ad esempio, Pentax utilizza uno schema int di lunghezza variabile (lunghezza N codificata con un codice huffman, quindi N bit) per codificare il delta di un pixel rispetto al pixel precedente dello stesso colore nel mosaico di Bayer; e ciò raggiunge abitualmente rapporti da 1: 1,5 a 1: 2.

Anche i file 2 / DNG possono essere compressi. Controlla come viene fatto dalle specifiche Adobe ... Non sono sicuro se si basa su una previsione simile + codifica int a lunghezza variabile (che è streaming); o se utilizza il più avanzato JPEG-LS basato su LOCO (e che purtroppo richiede diversi passaggi sui dati).

— pichenettes
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zlib ha una modalità di compressione ("HUFFMAN_ONLY") che è veloce e non richiede molta memoria. Per le foto tipiche che usano zlib con libpng ottengo rapporti di compressione circa 1: 2. Puoi provarlo con ImageMagick, GraphicsMagick o pngcrush.

convert input.ppm -quality 1 output_im.png
gm convert input.ppm -quality 1 output_gm.png
pngcrush -force -m 12 input.png output_pc.png

Questi esempi usano tutti il filtro "sub" PNG (1) che è efficace per le foto. Per * Magick, "-quality 1" e per pngcrush, "-m 12" significa utilizzare il filtro "sub" e la compressione "huffman_only".

— Glenn Randers-Pehrson
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