/Image-compressor

Сжатие изображений с помощью FHT и DCT (учебный проект)

Primary LanguageC#MIT LicenseMIT

Невероятный сжиматель изображений

Screenshot

  • Код: (c) CIWH 2018, MIT License
  • Тестовые изображения: все права принадлежат создателям

Фичи

  • Интерфейс
  • Открытие и сохранение обычных и сжатых изображений
  • 3 цветовых пространства RGB, YCbCr, HSV
  • 2 алгоритма: FastHaarTransform, DiscreteCosineTransform
  • Выбор целевого качества в процентах для каждого канала
  • Разбиение изображения на блоки указанного размера
  • Пиксели, не вошедшие в блоки, не теряются
  • Обход каждого блока построчно или зиг-загом
  • Линейный или сквозной мердж блоков перед сжатием
  • Сжатие с помощью gzip
  • Отображение MSE, PSNR

Алгоритм сжатия

  1. Изображение конвертируется в float[] с нужной цветовой схемой
  2. Разбиение на блоки и остаток
  3. К каждому блоку применяется прямое преобразование
  4. Малозначящие коэффициенты обнуляются
  5. Если надо, каждый блок обходится зиг-загом
  6. Блоки укладываются в байтовый плоский массив
  7. За ним укладывается остаток
  8. Всё это сжимается gzip
  9. Перед сжатыми данными записывается заголовок c мета-данными

Алгоритм разжатия

  1. Считывается заголовокс мета-данными
  2. Сжатые данные разжимаются gzip
  3. Массив байт представляется в виде массива флоатов
  4. Восстанавливаются блоки
  5. Если надо - зигзаговый обход блоков восстанавливается на линейный
  6. К каждому блоку применяется обратное преобразование
  7. Блоки восстанавливаются в изображение
  8. В изображение дописывается остаток
  9. float[] с получившимися данными переводится в Image и отображается на экране

Структура файла .compressed версии 1:

  • Заголовк (11 байт):

    • u8 version версия программы, в которой был сохранен файл
    • u16 width ширина в пикселях
    • u16 height высота в пикселях
    • u8 colorScheme (0 = RGB | 1 = YCbCr | 2 = HSV) - цветовая схема
    • u8 method (0 = FHT | 1 = DCT) - вид преобразования
    • u16 blockSize (2 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 | 128 | 256 | 512) - размер стороны блока
    • u8 travelMode (0 = Линейный | 1 = Зиг-заг) - обход блоков
    • u8 crossMerge (0 = false, 1 = true) - линейный или сквозной мердж

  • Сжатые данные (остальные байты):

    • byte[] compressedBytes байты сжатые gzip

После разжатия byte[] compressedBytes его нужно кастануть в float[], он будет иметь размер width * height * 3

Общее количество блоков totalBlocksAmount можно узнать с помщью ImageUtils.getTotalBlocksAmount(width, height, blockSize)

В первых totalBlocksAmount * blockSize * blockSize * 3 элементах будут лежать уложенные блоки В оставшихся элементах будет лажать остаток, не влезший в блоки, его размер можно узнать с помощью ImageUtils.getRemainderSize(width, height, blockSize)

  • Остаток записывается построчно и состоит из 2 секций:
    • a
      • horizontalBlocksAmount * blockSize <= x < width
      • 0 <= y < verticalBlocksAmount * blockSize
    • b
      • 0 <= x < width
      • verticalBlocksAmount * blockSize <= y < height