Новый формат файла изображений эффективно сохраняет данные невидимого света

Анонимный читатель приводит отчет из Ars Technica: Представьте себе работу со специальными камерами, которые улавливают свет, который ваши глаза даже не видят – ультрафиолетовые лучи, вызывающие солнечные ожоги, инфракрасные тепловые сигнатуры, раскрывающие скрытую надпись, или конкретные длины волн, которые растения используют для фотосинтеза. Или, может быть, использование специальной камеры, спроектированной для различения тонких видимых различий, которые заставляют цвета краски выглядеть именно так при определенном освещении.

Ученые и инженеры делают это каждый день, и они тонут в получаемых данных. Новый формат сжатия под названием Spectral JPEG XL может наконец решить эту растущую проблему в научной визуализации и компьютерной графике.

Исследователи Албан Фише (Alban Fichet) и Кристоф Петерс (Christoph Peters) из Intel Corporation подробно описали этот формат в недавней статье, опубликованной в журнале Journal of Computer Graphics Techniques (JCGT). Он решает серьезную проблему для отраслей, работающих с этими специализированными изображениями. Эти спектральные файлы могут содержать 30, 100 или более точек данных на пиксель, что приводит к увеличению размера файлов до нескольких гигабайт – что делает их громоздкими для хранения и анализа.

Текущий стандартный формат для хранения такого рода данных, OpenEXR, не был разработан с учетом этих огромных спектральных требований. Даже при встроенных без потерь методах сжатия, таких как ZIP, файлы остаются громоздкими для практической работы, поскольку эти методы испытывают трудности с большим количеством спектральных каналов.

Spectral JPEG XL использует технику, используемую для изображений, видимых человеческим глазом – математический трюк под названием дискретное косинусное преобразование (DCT), чтобы сделать эти огромные файлы меньше. Вместо хранения точной интенсивности света на каждой отдельной длине волны (что создает огромные файлы) он преобразует эту информацию в другую форму.

По словам исследователей, огромные размеры файлов спектральных изображений, как сообщалось, стали реальным препятствием для внедрения в отраслях, которые могли бы извлечь выгоду из их точности. Меньшие файлы означают более быстрые времена передачи, снижение затрат на хранение и возможность работать с этими изображениями более интерактивно без специализированного оборудования.

Полученные результаты кажутся впечатляющими – с помощью своей техники файлы спектральных изображений сокращаются от 10 до 60 раз по сравнению со стандартным без потерь сжатием OpenEXR, что приравнивает их к размерам обычных высококачественных фотографий. Они также сохраняют основные функции OpenEXR, такие как метаданные и поддержка высокого динамического диапазона.

В отчете отмечается, что более широкое внедрение «зависит от продолжающегося развития и совершенствования программного обеспечения, которое обрабатывает Spectral JPEG XL».

Ars сообщает: «Другие, занимающиеся обработкой особенно чувствительных измерений, могут понадобиться альтернативные методы хранения».