Concetti Chiave
- La codifica delle immagini può avvenire tramite la memorizzazione del colore di ogni bit o utilizzando una palette, che consente di risparmiare memoria.
- Il calcolo della memoria occupata da un'immagine dipende dal numero di colori: un'immagine a 256 colori occupa circa 300 Kb, mentre un'immagine true color può arrivare a 900 Kb.
- Utilizzare una palette per la codifica delle immagini permette di ridurre notevolmente la memoria necessaria, mantenendo lo stesso numero di colori per pixel.
- I formati di compressione delle immagini possono essere Lossless, senza perdita di informazione, e Lossy, con perdita di qualità, quest'ultimo più comune nei dati multimediali.
- Il metodo Lossless riduce lo spazio sostituendo sequenze di bit ripetute con codifiche più brevi, mentre il metodo Lossy sfrutta le caratteristiche sensoriali umane per mantenere una qualità accettabile con dimensioni ridotte.
Che cos'è la codifica delle immagini?
Per codificare un’immagine è possibile memorizzare il colore di ogni singolo bit oppure codificare i bit dell’immagine mediante una tavolozza di colori (detta palette), per poi codificare i bit dell’immagine in riferimento al colore della tavolozza.
Utilizzando la palette si risparmiano numerosi byte nella memorizzazione dell’immagine, ma oltre all’immagine si deve memorizzare anche la palette con i colori utilizzati.
Calcolo della memoria
Per le immagini a colori è abbastanza semplice effettuare il calcolo della dimensione di memoria occupata:
- Codificando i singoli bit e utilizzando 256 colori, quindi un solo byte per pixel, l’occupazione è la medesima di un immagine a 256 toni di grigio, ma se si aumentasse il numero di colori portandoli a 64.000 si ottiene il doppio, ovvero 600 Kb, e per un’immagine true color la dimensione diventa di 900 Kb.
- Utilizzando invece una palette di 256 colori in true color si utilizzano 3 byte per definire ogni colore della palette e 8 bit per codificare ogni pixel, quindi si otterrà per un’immagine di 640 * 480 pixel una dimensione di circa 300 Kb.
Risparmio di memoria
Osservando bene ci si può rendere conto di quanto sia notevole il risparmio di memoria nonostante ci sia lo stesso numero di colori per pixel in caso di utilizzo di una palette di colori.
Per ridurre l’occupazione di memoria si sono sviluppati formati compressi in grado di ridurre notevolmente il numero di Kbyte utilizzati dalle immagini.
Ci sono due metodi fondamentali di compressione:
- Lossless: senza perdita di informazione;
- Lossy: con perdita di informazione, ed è il più utilizzato.
Il primo metodo si applica a qualunque tipo di informazione rappresentata in binario e si basa sul riconoscimento delle sequenze di bit che si ripetono con maggiori e minori frequenze: le sequenze più frequenti vengono sostituite con codifiche più corte appositamente codificate, in modo da risparmiare spazio. Questo metodo viene applicato nei compressori WinZip, WinRar e nella rappresentazione delle immagini in formato GIF.
Il secondo metodo si applica di solito a dati multimediali, in quanto sfrutta le caratteristiche della biologia dei sistemi sensoriali umani, al fine di ridurre le dimensioni della sua rappresentazione binaria, mantenendo comunque una qualità accettabile. Questo metodo viene applicato con il formato JPEG che sfrutta questa tecnica, e serve per visualizzare immagini con più di 256 colori, o di considerevoli dimensioni.
Domande da interrogazione
- Qual è la differenza tra la codifica delle immagini con palette e senza palette?
- Come si calcola la dimensione di memoria occupata da un'immagine a colori?
- Quali sono i due metodi fondamentali di compressione delle immagini?
- In che modo il metodo Lossy ottimizza la compressione delle immagini?
La codifica delle immagini con palette consente di risparmiare memoria memorizzando i colori in una tavolozza, mentre la codifica senza palette richiede di memorizzare il colore di ogni singolo bit, risultando in un maggiore utilizzo di byte (come spiegato nel testo).
La dimensione di memoria occupata da un'immagine a colori può essere calcolata in base al numero di colori e alla risoluzione; ad esempio, un'immagine true color di 640 * 480 pixel occupa circa 900 Kb, mentre utilizzando una palette di 256 colori si riduce a circa 300 Kb (come indicato nel testo).
I due metodi fondamentali di compressione delle immagini sono il metodo Lossless, che non comporta perdita di informazione, e il metodo Lossy, che comporta una perdita di informazione ed è il più utilizzato, come descritto nel testo.
Il metodo Lossy ottimizza la compressione sfruttando le caratteristiche dei sistemi sensoriali umani per ridurre le dimensioni della rappresentazione binaria, mantenendo una qualità accettabile, come avviene nel formato JPEG (secondo quanto riportato nel testo).
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