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Informationen Mediengestaltung, mit dem Themenbereich Komprimierungen.
Meine Informationsquelle: Die Schule, ABC-für Mediengestalter,
Druckberater. Themenergänzungen nehme ich gerne entgegen.
klaudia.wengert@online.de

D F  
DCT diskreteKosinustransformation    
DPCM Fax Komprimierung  
H J K
Huffmann-Kodierung JPEG Komprimierung Kodak Photo CD
     
L R V
LZW Komprimierung RLE Lauflängencodierung Verlustbehaftete Komprimierung
LZ 77   Verlustfreie Komprimierung
     
     
     
DCT diskrete Kosinustransformation

 

Das bedeutet, dass sich der ursprüngliche Datenbestand exakt wieder herstellen lässt.
(loss less compression)

 

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DPCM (verlustfrei)



= Differenz-Puls-Code.Modulation

  • hier wird die Differenz zum Nachbarton gemessen
    (die ist meist kleiner) und nicht mehr der Tonwert selbst
  • bei Fotografischen Bildern
  • verlustfrei

 

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Fax- Komprimierung (verslustfrei)

 

  • aus einer Tonwertgruppe wird der Tonwert der Anfangspunkt und der
    Endpunkt gespeichert
    -> bei einem Bild mit vielen gleichartigen
    Pixeln -> hohe Kompressionsrate
  • Anzahl der weißen oder schwarzen Punkte werden in der Datei als
    Tabelle abgelegt
  • verlustfrei

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Huffmann - Kodierung (verlustfrei)

 

  • bei 256 Tonwerten ist jedem Tonwert eine binäre Zahl zugeordnet
  • die Software ermittelt, welcher Tonwert am häufigsten vorkommt und weist
    diesem die kürzeste Binärzahl zu
  • dazu verwendet die Software eine Tonwertanalyse
  • ist nur einsetzbar wenn sich die Häufigkeit der einzelnen Tonwerte unterscheidet
  • ihrer Häufigkeit vorkommend geordnet
  • verlustfrei

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JPEG - Komprimierung (verlustbehaftet)

 

entwickelt von Joint Photographic Experts Group

  • ist ein Dateiformat und ein Kompressions-Verfahren
  • für Farb- und Graustufenbilder
    (Strichbilder und indizierte Farben lassen sich nicht als JPEG abspeichern)
  • ist nicht geeignet für Bilder mit großen einheitlichen Farbflächen, wenig Farben und scharf abgegrenzten Farbübergängen
  • Mehrfachspeicherungen erwirken Qualitätsverlust
  • Kompressionsrate bis zu 15:1 sind vertretbar, 50:1 ist möglich
  • kann auch bei EPS und PDF angewandt werden
  • erlaubt je nach gewähltem Kompressionsfaktor eine Datenreduktion mit hohem, niedrigem oder einem informationsverlust
  • Verlustbehaftet


Beispiel JPEG-Komprimierung:

  • für Halbtonbilder
  • bei Halbtonbildern handelt es sich vor allem um Digitalkameraaufnahmen, eingescannte Dias, Negative und Aufsichtsfotos
  • beruht darauf, dass kleine Schwankungen in den Farbnuancen vom menschlichen Auge kaum wahrgenommen werden und deshalb ignoriert werden kann
  • z.B. kleine Farbschwankungen 244, 243, 243, 244, 244 (Pixelwerte), läßt sich verkürzen durch 5x244
  • je stärker man komprimiert, desto größer die Toleranz bei Einstufung ähnlicher Werte als gleiche Werte, desto stärker die Verluste
  • Komprimierungsstufe kann man selber wählen
  • Pixelgrafik wird grundsätzlich in ein Raster mit
    8x8 Quadraten eingesteilt
  • während in einem Rasterquadrat alle ähnlichen Pixelwerte gleichgesetzt werden dürfen, ist dies von Tasterquadrat zu Rasterquadrat nur dann erlaubt, wenn Farbnuancen 100%-ig identisch sind. Ansonsten findet ein Farbsprung statt
  • diese Maßnahme soll dafür sorgen, dass die Grafik im Großen erhalten bleibt
  • typische Werte für JPEG-Komprimierung reduzieren die ursprüngliche Datenmenge um 10% bis 99%.

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Kodak Photo CD

 

  • Ab der Auflösung 4xBase sind die Bilddaten komprimiert: Durch Color-Subsampling (CSS) wird für je vier Luminanz-Werte nur ein
    Chroma-Wert gespeichert.
    Es werden auch nur die Differenzen (Residuals)
    zu den interpolierten Werten der nächstniedrigen Auflösung gespeichert und Huffmann-codiert.
  • So benötigt ein ImagePac mit 16xBase als höchster Auflösung (Kleinbild-Format) statt der 18+4,5+1 MB im Schnitt nur noch 4,5 MB;
    die tatsächliche Größe liegt je nach Bildinhalt (Feinstrukturgehalt) zwischen 3 MB und 6 MB.
  • Ein RGB-Bild besitzt eine Dateigröße von 8MB.
  • Größe ist unrealistisch, weil ein KB-Format, gescannt mit 2048 x 3072 Pixeln brutto 18 MB hat, die dann je nach Bildinhalt auf 4...6 MB schrumpfen.

Frage:

  • Das Bild wird nach dem Kodak Photo-CD-Verfahren (welches?Wie?) komprimiert.

Antwort:


  • Diese Formulierung ist so nicht ganz korrekt. Die Kompression der Photo CD erfolgt nach Standardmethoden: Huffmann und CSS (Color Subsampling), aber nur in den oberen Auflösungsstufen:
Image Pac Pixelanzahl Verwendung Kompression
64xBase 2048x6144 Druck 60er Raster bis A3 Huffmann + CSS
16 x Base 2048 x 3072 Druck 60er Raster bis A4 Huffmann + CSS
4 x Base 1024 x 1536 Druck 60er Raster bis A5 Huffmann
Base Image 512 x 768 Bildschirmdarstellung keine
Base/4 256 x 384 Preview keine
Base/16 128 x 192 Hard Disk/Datenbank keine

 

 

Frage:

Für diesen Inhalt Danke ich:
Herrn Dipl.Ing. Roland Dreyer,

Fachjournalist fuer angewandte Forschung und Archivtechnologie
http://www.ContentManagement.de

Eine Zusammenfassung für die Kodak Photo CD:
Es gibt drei verschiedene Arten von den CDs und zwar

  • Kodak Photo CD Master
    Die Kodak Master Photo CD - sie ist gemeint, wenn man von der Kodak Photo CD spricht -
    sie faßt bis zu 100 gescannte Photos, Negative und Dias
    im Format 24 x 36mm.
    Die maximalen Auflösung liegt bei 2048 x 3072 Pixel (Rohvolumen 18 Megabyte, verlustfrei komprimiert auf ca. 4,5 Megabyte).
    Das ImagePac enthält fünf verschiedenen Auflösungen pro Bild im Farbraum PhotoYCC.
  • Kodak Pro Photo CD Master
    Die Kodak Pro Photo CD ist das Speichermedium für den professionellen Anwender.
    Hier werden Farb- und Schwarzweiß-Dias oder Negative von
    35 mm Kleinbild über 120er Rollfilm bis hin zu 4 x 5 Inch Planfilm
    mit einer Auflösung von 4096 x 6144 Pixeln in sechs Auflösungsvarianten abgespeichert:
    rund 25 Bilder finden so auf einer Pro Kodak Photo CD Platz.
    Das Image-Pac der Pro Kodak Photo CD bietet sogar sechs Varianten des Bildes (siehe Tabelle).
    Übertragen und in den Arbeitsspeicher geladen werden braucht
    nur die aktuell benötigte Auflösungsstufe.
  • Kodak Photo CD Portfolio II
    Die Kodak Photo CD Portfolio II ist für multimediale und interaktive Präsentationen sowie Lern- und Animationsprogramme vorgesehen und kann auch Text, Grafik, Ton, Daten und Software enthalten. Hier sind typischerweise bis zu 700 Bilder in nur drei Auflösungen bis zur Base-Ebene gespeichert: 128x192 Pixel, 256x384 Pixel und 512x768 Pixel.
    Sie werden in der Regel von einer Master oder
    Pro Photo CD übernommen. Es können aber CMYK- und RGB-Daten aus anderen Quellen übernommen werden.

Für den Druck wird nun mal ein Vielfaches der Informationsmenge benötigt,
die ein Monitorbild oder gar ein daumennagelgroßes Übersichtsbild benötigt.
Mit einer flachen Dateistruktur, wie sie etwa eine TIFF-Datei aufweist, kann
man diese medienspezifischen Auflösungsanforderungen nicht abdecken:
man hat entweder zu viel oder zu wenig Daten.
Da die Bitmaps von Farbbildern naturgemäß nicht skalierbar sind, macht es Sinn, schon bei der Erfassung eine Hierachie von verschiedenen Auflösungen zu speichern:
auch diese Anforderung wurde von Kodak und seinen Systempartnern bei
der Kodak Photo CD berücksichtigt.

Ab der Auflösung 4xBase sind die Bilddaten komprimiert:
Durch Color-Subsampling (CSS)
wird für je vier Luminanz-Werte nur ein Chroma-Wert gespeichert. Es werden auch nur die Differenzen (Residuals) zu den interpolierten Werten der nächstniedrigen Auflösung gespeichert und
Huffmann-codiert.

So benötigt ein ImagePac mit 16xBase als höchster Auflösung (Kleinbild-Format) statt der 18+4,5+1 MB
im Schnitt nur noch 4,5 MB; die tatsächliche Größe
liegt je nach Bildinhalt (Feinstrukturgehalt) zwischen
3 MB und 6 MB.

Es waren noch nie JPG-Bilder!! JPEG macht irreversible Artefakte, beschädigt
also das Bild.
Die ImagePacs der Photo CD haben die Endung .pcd und können heute von
allen Bildverarbeitungsprogrammen gelesen werden.

 

Kodak Image Pac Struktur
(siehe Tabelle oben)
Diese Informationen sind von der Seite

www.photocd.de/einleitung.htm

Wer selbst mal schauen möchte...
hier der Link wo alles über diese CD steht!!

www.photocd.de/einleitung.htm

 


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LZW - Komprimierung (verlustfrei)

 

LZW steht für Lempel, Ziv, Welch.

  • für den Kompressionsfaktor des Bildes ist der Detailrechtum bzw. der Tonwertumfang maßgebend.
  • die Datenersparnis ist desto höher, je gleichmäßiger Flächen innerhalb
    des Bildes sind.
  • Kompressionsrate 2:1
  • bei der Komprimierung sich wiederholender Zeichen wird an deren
    Stelle nur ein Zeiger gesetzt, der auf die entsprechende Stelle im Verzeichnis verweist.
  • kann nicht von allen DTP-Programmen fehlerfrei importiert werden
  • die Software vergleicht die Daten und legt ein Verzeichnis an mit sich
    häufig wiederholenden Zeichenfolgen
  • verlustfrei


Der Vorgang bei LZW-Komprimierung:

  • Zuerst wird ein Teil eines Bildes oder Textes unkomprimiert übertragen.
  • im Verlauf der weiteren Darstellung wird verglichen, ob bestimmte Kombinationen im ersten Teil schon vorhanden sind
  • bei Text oft Buchstabenkombis wie z.B. ver, heit oder ung
  • bei Wiederholungen von Buchstabenfolgen oder bei Bilder Pixelzahlen (Tonwertabstufungen) werden die nachfolgenden Sequenzen nicht mehr darestellt. Es wird nur noch angegeben, dass hier eine schon an anderer Stelle vorhandene Reihenfolge eingesetzt werden soll
  • ein Verzeichnis mit sich häufig wiederholenden Zeichenfolgen wird
    angelegt, dass der komprimierten Datei hinzugefügt wird
  • allen Zeichenfolgen, die sich im Verzeichnis angelegt sind, wird beim Komprimieren anstelle der Zeichen ein Zeiger auf den entsprechenden Eintrag im Verzeichnis abgelegt
  • falls eine Zeichenfolge im Verzeichnis nicht abgelegt ist, wird diese
    direkt übermittelt
  • Anwendung bei GIF und TIFF (optimal),
    DAT-Kassetten und
    Freeware Komprimierungsprogramm LHA
  • bei LZW lassen sich TIFF Dateien
    - motivabhängig - um bis zu 80%auf 20% irher ursprünglichen Größe komprimieren, meistens aber nicht so stark
  • LZW beruht also auf der Tatsache, dass bereits vorgekommenen Zeichenketten überschüssige Information darstellen und nur einmal vollständig ablegen.

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LZ 77 (verlustfrei)

 

  • wird häufig mit der Huffmann-Kodierung kombiniert
  • sich wiederholende Bildfolgen werden nur einmal gespeichert, anschließend werden nur noch Verweise gespeichert
    -> Diese Verweise heißen Offset, sie sagen aus, um wie viele Zeichen zurückgesprungen werden muß
  • in Kombination mit Huffmann tritt dieses Kopressionsverfahren bei ZIP, CAB, GZIP, ARJ, CHZ, CHA, ZOO auf.
  • verlustfrei

 

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RLE (verlustfrei)

 

RLE steht für Run Length Encoding
- Lauflängencodierung

  • einfache Kompressionsweise
  • mehrere aufeinanderfolgende Daten gleichen Wertes werden zusammengefasst
  • Kopressionsfaktor 1:5
  • besonders geeignet für Bilder mit großen gleichfarbigen Flächen
  • Beispiel:
    0000 11 0000 11 0000 -> 16 Daten
    04 12 04 12 04 -> RLE 10 Daten
  • verlustfrei

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Verlustfreie Komprimierung

 

Das bedeutet, dass sich der ursprüngliche Datenbestand exakt wieder
herstellen läßt
(loss less compression)

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Verlustbehaftete Komprimierung

 

Hier läßt sich die Datei nicht mehr in ihren Originalzustand rekontruieren, denn bei der verlustbehafteten Komprimierung werden Daten weg gelassen.
Dieses Kompressionverfahren macht sich die Schwäche der menschlichen Sinne zunutze,
die in bestimmten Bereichen weniger scharf unterscheiden können als in andere.
Der Hauptsächliche Einsatz dieser verlustbehafteten Komprimierungen ist für Bilder-,
Video-, oder Audiodaten.

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