Görüntü Sıkıştırma Nedir ve Nasıl Çalışır? Genel Bakış

Görüntü sıkıştırma, görüntü dosyası boyutunu küçültme işlemidir. Görüntü sıkıştırma, görüntünün boyutlarını değiştirmez ancak bunun yerine verilerini sıkıştırır.

Temelde, görüntü oluşturulduğunda hemen bir sıkıştırma ve dosya türü uygulanır. Sıkıştırma türü genellikle görüntüyü oluşturmak için kullanılan cihaza bağlıdır. Ayrıca görüntüleri kaydetmek ve saklamak için kullanılan yazılım.

Görüntü sıkıştırmanın temel amacı, bir görüntüyü temsil etmek için gereken veri miktarını azaltarak görüntüyü depolama, iletim ve işleme açısından daha verimli hale getirmektir. Sıkıştırma, dijital fotoğrafçılık, video akışı ve web uygulamaları gibi büyük miktarda görüntü verisinin yönetilmesi gereken durumlarda özellikle önemlidir.

İki ana görüntü sıkıştırma türü vardır: kayıpsız sıkıştırma ve kayıplı sıkıştırma .

1. Kayıpsız Sıkıştırma:

   • Kayıpsız sıkıştırmada, orijinal görüntü sıkıştırılmış versiyondan mükemmel bir şekilde yeniden oluşturulabilir. Sıkıştırma işlemi sırasında hiçbir bilgi kaybolmaz.
   • Yaygın kayıpsız görüntü sıkıştırma formatları arasında PNG (Taşınabilir Ağ Grafikleri), GIF (Grafik Değişim Formatı), RAW ve BMP bulunur.
   • Kayıpsız sıkıştırma, görüntünün her ayrıntısının korunmasının kritik olduğu durumlarda sıklıkla tercih edilir, ancak kayıplı yöntemler kadar sıkıştırma sağlayamayabilir.

2. Kayıplı Sıkıştırma:

   • Kayıplı sıkıştırma, insan gözünün fark etme olasılığının daha düşük olduğu bazı bilgileri göz ardı ederek daha yüksek sıkıştırma oranlarına ulaşır. Bu, görüntü kalitesinde bir azalmaya neden olur, ancak amaç algısal farkı en aza indirmektir.
   • Yaygın kayıplı görüntü sıkıştırma formatları arasında JPEG (Ortak Fotoğraf Uzmanları Grubu) ve WebP bulunur.
   • Kayıplı sıkıştırma, multimedya uygulamaları ve web tabanlı görüntüler gibi belirli miktarda kalite kaybının kabul edilebilir olduğu senaryolar için uygundur.

Görüntü Sıkıştırma Nasıl Çalışır?

1. Dönüşüm Kodlaması: Birçok görüntü sıkıştırma algoritması, Ayrık Kosinüs Dönüşümü (DCT) gibi matematiksel dönüşümler kullanılarak görüntünün uzamsal alandan (piksel değerleri) bir frekans alanına dönüştürüldüğü dönüşüm kodlamasını kullanır. Dönüşüm kodlaması, görüntü enerjisinin çoğunun daha az katsayıda yoğunlaştırılmasına yardımcı olur ve daha az önemli bilgilerin atılmasını kolaylaştırır.

2. Niceleme: Görüntü dönüştürüldükten sonra dönüştürülen katsayıların kesinliğini azaltmak için niceleme uygulanır. Bu adım, değerlerin yuvarlanmasını veya kesilmesini içerir ve bu da bilgi kaybına yol açar. Kayıplı sıkıştırmada, daha yüksek sıkıştırma oranlarına ulaşmak için nicemleme daha agresiftir.

3. Entropi Kodlaması: Nicelenmiş katsayılar daha sonra Huffman kodlaması veya aritmetik kodlama gibi entropi kodlama teknikleri kullanılarak kodlanır. Bu teknikler daha sık oluşan değerlere daha kısa kodlar atayarak genel bit hızını daha da azaltır.

4. Çalışma Uzunluğu Kodlaması: Yukarıdaki adımlara ek olarak, bazı sıkıştırma yöntemleri, aynı veya benzer değerlere sahip dizileri daha verimli bir şekilde temsil etmek için çalışma uzunluğu kodlamasını kullanır.

5. Tahmine Dayalı Kodlama: Bazı durumlarda, piksel değerlerinin komşu piksellere göre tahmin edildiği ve farkın (artık) kodlandığı tahmine dayalı kodlama kullanılır.

Görüntü Sıkıştırmaya neden ihtiyaç duyulur?

Görüntü sıkıştırma çeşitli nedenlerden dolayı gereklidir. Bunun ana nedeni, görüntüleri çevrimiçi olarak sunarken bant genişliğinden tasarruf etmek olabilir.

Bir web sitesinin yüklenme hızı iki şeye bağlıdır: internet bağlantısının hızı ve web sitesinde depolanan veri miktarı. İlkini kontrol edemesek de; ikincisini kontrol edebiliriz. Web sitemize yerleştirilecek görsellerin boyutunu küçülterek, aynı zamanda bir izleyicinin web sitemizi her ziyaret ettiğinde yüklenmesi gereken toplam veriyi de azaltıyoruz. Kullanıcının dikkatini çekecek hızlı bir web sitesi için görüntülerin sıkıştırılması şarttır.

İşte "Görüntü Sıkıştırmaya Neden İhtiyaç Var?" sorusunun ana nedenleri:

1. Yerden tasarruf sağlar : Sıkıştırılmış görüntüler daha az depolama alanı gerektirir; bu, büyük görüntü koleksiyonlarının arşivlenmesi ve disk alanının optimize edilmesi açısından faydalıdır.
2. İletimi kolay : Daha küçük resim dosyalarının yüklenmesi ve indirilmesi daha hızlıdır, bu da resim paylaşımını ve web sitesi yükleme sürelerini hızlandırır.
3. Bant genişliğinden tasarruf sağlar : Video akışı ve video konferans gibi uygulamalar için gerekli olan verimli veri iletimi için küçültülmüş dosya boyutları çok önemlidir.
4. Yükleme süresini azaltın : Sıkıştırılmış görüntüler, hızlı yükleme sürelerinin ve mobil verilerin verimli kullanımının kritik olduğu mobil uygulamalar ve web siteleri için çok önemlidir.
5. Tıbbi Görüntüleme : Tıbbi görüntülemede sıkıştırılmış görüntüler, teşhis kalitesini korurken depolama ve ağ aktarım gereksinimlerinin azaltılmasına yardımcı olur.

Nihai karar:

Görüntü sıkıştırma aslında kabul edilebilir bir görüntü kalitesi düzeyini korurken görüntünün dosya boyutunu küçültme tekniklerini içerir. Fazlalık veya gereksiz verilerin ortadan kaldırılması, bu sürecin önemli bir yönüdür ve görüntülerin daha verimli depolanmasına ve iletilmesine yol açar. Sıkıştırma yöntemleri uygulanarak, depolama kapasitesi ve bant genişliği talepleri önemli ölçüde azaltılabilir ve bu da dijital fotoğrafçılık, web içeriği ve multimedya iletişimi dahil olmak üzere çeşitli uygulamalar için pratik hale getirilebilir.