Предлагаю вашему вниманию перевод статьи Neural Network As Predictor For Image Coding (PNG). Блог автора находится здесь.

Тема исследования

Главной причиной данной работы было улучшение существующих предварительных фильтров. Создать новый фильтр, который с помощью искусственной нейронной сети делал бы наилучший прогноз, приводящий к лучшему сжатию файла.

Сжатие

Классически PNG-компрессия делится на два шага:

1. Предварительная фильтрация (с использованием предикторов);
2. Компрессия (с помощью DEFLATE).

В данной статье важен только первый шаг. На рисунке ниже вы можете видеть существующие на данный момент предварительные фильтры, и как они сохраняют разницу между реальным и предсказанным пикселем.

Удивительно, но основываясь на результатах моего недавнего исследования существует немало пользователей Fireworks. Лично я им никогда не пользовался. Обычно, я использую Photoshop при ежедневной работе. Но, знаете ли вы, что Fireworks лучше, чем в Photoshop сжимает изображения? Я не программист, я не могу объяснить, почему Fireworks  сжимает лучше. Но я могу доказать это, показав серию экспериментов, которые я провел.

Фракталы — удивительные математические объекты, подкупающие своей простотой и богатыми возможностями по построению объектов сложной природы при помощи всего лишь нескольких коэффициентов и простой итеративной схемы.
Именно эти возможности и позволяют использовать их для сжатия изображений, особенно для фотографий природы и прочих сложных самоподобных изображений.
В этой статье я постараюсь коротко дать ответ на простой вопрос: «Как же это делается?».

Вейвлетное сжатие — общее название класса методов кодирования изображений, использующих двумерное вейвлет-разложение кодируемого изображения. Обычно подразумевается сжатие с потерей качества. В статье не будет приведено сложных математических формул, всю теорию можно почитать по ссылкам внизу статьи. Здесь только практика!

Отличие от JPEG

Алгоритм JPEG, в отличие от вейвлетного, сжимает по отдельности каждый блок исходного изображения размером 8 на 8 пикселов. В результате при высоких степенях сжатия на восстановленном изображении может быть заметна блочная структура. При вейвлетном сжатии такой проблемы не возникает, но могут появляться искажения другого типа, имеющие вид «призрачной» ряби вблизи резких границ.
Считается, что такие артефакты в среднем меньше бросаются в глаза наблюдателю, чем «квадратики», создаваемые JPEG.

Пример

Для примера сильно сожмем одно и тоже изображение приблизительно до одного размера:

В начале с использованием JPEG:

(7959 байт)

затем алгоритмом вейвлетного сжатия JPEG 2000:

(7813 байт)