जीआईएफ डिकोडिंग

पिछली बार हमने पता लगाया था कि JPEG कैसे काम करता है ( dummies के लिए JPEG डिकोडिंग )। यह तर्कसंगत है कि GIF अगला प्रारूप था। वैसे, यह बहुत सरल है। यह, जेपीईजी के विपरीत, केवल एक कलम के साथ कागज़ के टुकड़े के साथ डिकोड किया जा सकता है। सबसे पहले, परंपरा को जारी रखते हुए, मैं Google के GIF फ़ेविकॉन को एनकोड करना चाहता था, लेकिन फिर मैंने फैसला किया कि पूरी फाइल की डिकोडिंग प्रक्रिया को एक छोटी छवि पर चित्रित करना बेहतर था। बिना किसी "और फिर सादृश्य द्वारा ..."। मुझे लंबे समय तक प्रयोग करना पड़ा, और चित्र बदसूरत निकला, लेकिन अध्ययन के लिए काफी दृश्य था।

तो, हम इस तस्वीर को चुनेंगे । आप देखते हैं? :) फिर इसे भी 10 गुना बढ़ाया जाता है:


हेक्स संपादक में आंतरिक:

हैडर

[47 49 46 38 37 61] जीआईएफ .a ए।
GIF89a हो सकता है। ये प्रारूप वैकल्पिक अतिरिक्त अनुभागों द्वारा प्रतिष्ठित हैं, जिन पर हम विचार नहीं करेंगे, उन्हें विनिर्देश में वर्णित किया गया है।

अनुभाग अगला है

लॉजिकल स्क्रीन डिस्क्रिप्टर

छवि कुछ तार्किक स्क्रीन में स्थित है और इसे इस स्क्रीन के ऊपरी बाएँ कोने के सापेक्ष स्थानांतरित किया जा सकता है। मेरे द्वारा देखी गई सभी फाइलें स्क्रीन के आकार के समान थीं।

[04 00] [04 00] = ४ x ४ (तार्किक स्क्रीन आकार)
[91] = 10010001b
(1) = 1. वैश्विक रंग तालिका का उपयोग किया जाता है।
(001) = 1. रंग संकल्प। रंगों की संख्या 2 ^{n + 1 है} , हमारे मामले में 4।
(0) = 0. रंग क्रमबद्ध नहीं हैं।
(001) = 1. रंग चार्ट का आकार। इसमें 3 * 2 ^{n + 1} बाइट्स लगते हैं। हमारे पास 12 हैं।
[00] = ० [00] पृष्ठभूमि रंग सूचकांक। पारदर्शिता के लिए।
[00] = 0. पहलू अनुपात। (छवियों के विशाल बहुमत में यह बाइट 0 है, अर्थात 1: 1. अन्यथा, विनिर्देश देखें)

अनुभाग अगला है

वैश्विक रंग तालिका

हम 12 बाइट्स पढ़ते हैं, और ऐसी प्लेट बनाते हैं:
R G B
[04 02 04] - लगभग काला (यह एनकोडर इतना तय है)
[FC FE FC] - लगभग सफेद
[FC 02 04] - लगभग लाल
[00 00 00] - हमारे उदाहरण में इसका उपयोग नहीं किया गया है।

निम्नलिखित बाइट्स [2C] , जिसका अर्थ है कि अनुभाग शुरू हो गया है

छवि विवरणक [2C]

[00 00] [00 00] = (०, ०)। तार्किक स्क्रीन में ऊपरी बाएं कोने के निर्देशांक
[04 00] [04 00] = ४ x ४ छवि आकार
[00] = 00000000
(0) = 0. स्थानीय रंग तालिका का उपयोग नहीं किया गया है।
(0) = 0. इंटरलेसिंग का उपयोग नहीं किया जाता है (यदि 1 है, तो लाइनों का क्रम बदल दिया गया है, देखें Spec। परिशिष्ट)।
(0) = 0. स्थानीय रंग तालिका क्रमबद्ध नहीं है।
(00) = 0. आरक्षित
(000) = 0. स्थानीय रंग तालिका (000) = 0. रंग रिज़ॉल्यूशन।

आगे फ़ाइल में अतिरिक्त खंड हो सकते हैं (नीचे मैंने लिखा था कि उन्हें कैसे परिभाषित किया जाए), लेकिन हमारे पास उनके पास नहीं है, और हम लगभग एन्कोडेड डेटा से संपर्क कर चुके हैं, और हम उनसे अलग हो गए हैं

2 और बाइट्स

संपीड़न के लिए, लेम्पेल - ज़िव - वेल्च एल्गोरिथ्म का उपयोग किया जाता है । नीचे मैं संक्षेप में उनके काम का वर्णन करूंगा।

[02] बिट्स (१) में LZW कोड की न्यूनतम लंबाई।
[07] ० the [07] डेटा अनुभाग की लंबाई। आप पूछते हैं: “कैसे! केवल एक बाइट है, यानी अधिकतम लंबाई 255 है? " सच है, लेकिन ऐसे अनुभाग असीमित हैं। यदि फ़ाइल अभी तक समाप्त नहीं हुई है, तो अनुभाग के अंत के बाद, अगले खंड की लंबाई के साथ एक बाइट फिर से सामना करना पड़ेगा। इस बाइट से कोड कट सकता है। अगले स्थान की गणना करने के लिए आपको इसे याद रखने की आवश्यकता है।

LZW छवि डेटा एन्कोड किया गया।

LZW एल्गोरिथ्म को इस आरंभिक शब्दकोश की आवश्यकता है। हमारे पास तालिका में 4 रंग हैं, इसलिए हम 4 मान जोड़ते हैं (वे रंग सूचक होंगे):
0: {0} (काला)
1: {1} (सफेद)
2: {2} (लाल)
3: {3} (हमारे उदाहरण में उपयोग नहीं किया गया)

LZW के gif संस्करण के लिए, अंत में 2 और नियंत्रण कोड जोड़े गए हैं (मान छोड़ा जा सकता है, बस एक स्थान आरक्षित करें):
4: {स्पष्ट}
5: {अंत}

चलिए जारी रखते हैं। निम्नलिखित 7 बाइट्स हैं: [84 62 18 2A 10 5D 00] । बाइनरी प्रतिनिधित्व में उन्हें अनुवाद करने की आवश्यकता है

[100४] १००००१००
[६२] ०११०००१०
[१ [] ०००१०००००
[२ ए] ००१०१०१०
[१०] ००१००००००
[५ डी] ०१०१११०१
[००] 00000000

ये कोड एक के बाद एक उत्तराधिकार में लिखे गए कोड हैं। लेकिन दाएं से बाएं! बस दाईं ओर बिट्स की वांछित संख्या गिनें और इस नंबर को लें। और अगर बाइट खत्म हो गई है, तो सामने आंशिक रूप से प्राप्त मूल्य के लिए, दूसरी बाइट से संख्या (बिट्स की शेष संख्या के साथ) जोड़ें। व्यवहार में, यह स्पष्ट हो जाएगा।
हमने सीखा कि बिट्स में LZW कोड की न्यूनतम लंबाई 2. है, लेकिन आपको एक और 1 जोड़ने की आवश्यकता है, अर्थात्। 3. इसका मतलब है कि वर्तमान कोड का आकार 3 है और शुरू में हम वास्तव में कितने बिट्स पढ़ेंगे।

एल्गोरिथ्म का संक्षिप्त विवरण:

1. हमने अगला कोड पढ़ा।
2. शब्दकोश में, कोड के बराबर संख्या के तहत, हम अनुक्रमित की सूची लेते हैं। ये पूर्वनिर्धारित रंग सूचकांक हैं।
3. पिछले चरण में शब्दकोश से लिए गए सूचकांकों की एक सूची को शब्दकोश में जोड़ा गया है, पहले चरण में जोड़े गए शब्दकोष से पहले सूचकांक को जोड़ा गया है।

(100) 4. शब्दकोश संख्या 4 में कोड स्पष्ट है। इसलिए हम डिक्शनरी को इनिशियलाइज़ करते हैं, वर्तमान कोड साइज़ को 3 (हमारे उदाहरण में, निश्चित रूप से) सेट करते हैं। बड़ी फ़ाइलों में, यह कोड सामान्य है।
(000) 0. संख्या 0 के तहत डिक्शनरी में {0} है, यह रेडी-मेड कलर इंडेक्स (टॉप लेफ्ट कॉर्नर) है। हम शब्दकोश में कुछ भी नहीं जोड़ते हैं।
(010) 2. शब्दकोश संख्या 2 में {2} शामिल हैं। संख्या 6 के साथ {0} + {2} = {0.2} जोड़ें (इसके बाद मैं प्रविष्टि का उपयोग करूंगा: 2: {2}, +6: {0.2})
(001) 1. शब्दकोश संख्या 1 में {1} सम्‍मिलित है। नंबर 7 (+7: {2,1}) के साथ {2} + {1} = {2,1} जोड़ें

शब्दकोश 3-बिट कोड के लिए सीमा तक पहुंच गया है। वर्तमान कोड का आकार 1 से बढ़ा है।
(0110) 6: {0,2} +8: {1,0}
(1000) 8: {1,0} +9: {0,2,1}
(0001) 1: {1} +10:{1,0,1}
(1010) 10:{1,0,1} +11:{1,1}
(0010) 2: {2} +12:{1,0,1,2}
(0000) 0: {0} +13:{2,0}
(0001) 1: {1} +14:{0,1}
(1101) 13:{2,0} +15:{1,2}

शब्दकोश 4-बिट कोड के लिए सीमा तक पहुंच गया है। वर्तमान कोड आकार में 1 की वृद्धि हुई है (कोड की लंबाई अधिकतम 12 तक बढ़ जाती है! जब शब्दकोश 4096 तक पहुंचता है, तो कोड की लंबाई 12 के बराबर रहती है, और आपको शब्दकोश में कुछ भी जोड़ने की आवश्यकता नहीं है। आमतौर पर, स्पष्ट कोड अनुसरण करता है)
(00101) 5:{end} अंत

हम परिणामस्वरूप सूचकांकों को बाएं से दाएं, ऊपर से नीचे (4x4 छवि के आकार को देखते हुए) लिखते हैं
0210
2101
1012
0120

चित्र पहले से ही अनुमान लगाया गया है! यह पहले से ही स्पष्ट है कि यह देखना बाकी है कि प्रत्येक सूचकांक के पीछे कौन सा रंग छिपा है और इसे स्क्रीन पर प्रदर्शित करें। और हमारे पास 2 और बाइट्स बचे हैं:
[00] एक और अंत।
[3B] बिल्कुल अंत :)

एक्सटेंशन

इमेज डिस्क्रिप्टर सेक्शन और LZW एनकोडेड इमेज डेटा के बीच, कई और सेक्शन स्थित हो सकते हैं। एनीमेशन, कमेंट्री, कुछ एप्लिकेशन डेटा आदि के बारे में जानकारी है। वे मार्कर [21] [XX] द्वारा निर्धारित किए जाते हैं। विवरण के लिए विनिर्देश देखें। मैंने केवल बहुत ही न्यूनतम वर्णन किया है, लेकिन अतिरिक्त वर्गों के प्रसंस्करण में कोई समस्या नहीं है, इसके अलावा, अधिकांश को सुरक्षित रूप से छोड़ दिया जा सकता है।

उपयोगी लिंक

लेम्पेल का एल्गोरिथम _ - _ ज़ीवा _ - _ वेलचा
ग्राफिक्स इंटरचेंज फॉर्मेट
GIF89a विनिर्देश