Dateigröße

3. November 2013 | Von | Kategorie: Datenkompression, Datenmenge

Bildgröße (Dateigröße)
Jedes Bitmap-Bild beinhaltet eine definierte Bittiefe (auch: Farbtiefe oder Datentiefe).
Mit der Bit-Tiefe wird festgelegt, wieviel Graustufen pro Pixel verwendet werden können:
1 Bit = 2° Pixel = schwarz/weiß
4 Bit = 24 Pixel = 16 Graustufen
8 Bit = 28 Pixel = 256 Graustufen
Da in der Ausgabe per PostScript maximal 256 Graustufen dargestellt werden können, ist eine größere Farbtiefe nicht notwendig, zumal das menschliche Auge höchstens 150 Stufen unterscheiden kann.
Bildgröße
Die Bildgröße wird aus folgenden Komponenten errechnet: Bildgröße (Bit oder Byte) = Anzahl der Pixel in der in der
Breite x Anzahl der Pixel in der Höhe x Farbtiefe (Bit oder Byte/Pixel)

Aufgabe: 1. Berechnen Sie die Datenmenge (in MB) für ein Schwarz-Weiß-Bild, daß mit einer Digitalkamera mit
folgenden Werten aufgenommen wurde: 1600 x 1200 pixel, Graustufenmodus, 8 Bit/Pixel Farbtiefe.
(Anmerkung: Verwenden Sie bei der Umrechnung von Byte in KB, MB, GB den Multiplikator/Divisor 1024 (210).

Bei Bitmapbildern für die Bildschirmdarstellung wir jedoch mit den additiven Grundfarben Rot, Grün und Blau gearbeitet (3 Farbkanäle). Bei Bildern für die Druckvorstufe arbeitet man mit den 4 subtraktiven Grundfarben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz (4 Farbkanäle). Dadurch ergeben sich entsprechend große Datenmengen für die digitalen Bilder. So gibt es z.B. Bilder mit einer Farbtiefe von 8 Bit /Pixel je Farb-Kanal.

Für den Druck von Farbbildern benötigt man häufig Auflösungen von 300 Pixel/inch (1 Inch = 2,54 cm).
Aufgabe: 2. Berechnen Sie bitte die Datenmenge für ein Farbfoto, welches in einer Hochglanzbroschüre im Format DIN A4 formatfüllend gedruckt werden soll. (Farbtiefe: 8 Bit/pix je Kanal)

Header
Bei Bitmap-Dateiformaten kommt zur eigentlichen Datenmenge (Bilddatei) noch der sog. Header (Der Header
von TIFF-Dateien besteht z.B. aus 64 Bit).
Am Anfang des Headers stehen bestimmte Spezifikationen, die angeben, wie die Datei erstellt wurde (z.B.
Tif, PCX, BMP) Diese Werte werden auch als „Magic Numbers“ bezeichnet und dienen dazu, daß Bildbearbeitungsprogramme den Dateityp ergänzend zur Dateiendung erkennen können.
Nach den „Magic Numbers“ folgt der eigentliche Header oder Dateikopf. Er enthällt alle allgemeinen Angaben zur
Datei, z.B. Bildbreite und Höhe, Farbmodell, Kompressionsverfahren, etc..
Bei manchen Bildformaten wird noch eine zusätzliche Farbpalette mitgespeichert.
Bei der Berechnung der gesamten Dateigröße ist der Header meist zu vernachlässigen, da er im Vergleich zur
eigentlichen Bildgröße verschwindend gering ist.
Datenkompression
Von besonderer Bedeutung ist für das Speichern von Bilddaten das eingesetzte Datenkompressionsverfahren.
Es gibt verlustfreie Verfahren (Non-Lossy) und verlustbehaftete Verfahren (Lossy).
Werden bei Bilddaten nur alle redundanten Informationen reduziert, bzw. gelöscht, spricht man von Datenkompression (non-lossy).

Darüberhinausgehende Verringerung der Informationen nennt sich Datenreduktion und bringt
Verluste mit sich (lossy).
Zu den verlustfreien Komprimierungsverfahren zählen: Huffmann-Kodierung, LZW-Komprimierung, RLE-Verfahren.
Die Komprimierraten liegen je nach Struktur der Bild-/Textdaten zwischen 5 und 50 %. Detailarme Bilder lassen
sich durch wiederkehrende Bildelemente besser komprimieren als detailreiche Bilder.
Zu den verlustbehafteten Verfahren zählt das JPEGKompressionsverfahren.
Hier kann der Anwender die Qualität und die Größe des komprimierten Bildes einstellen.
Entsprechend große Unterschiede gibt es bei den möglichen Kompressionsraten.
Komprimiert werden nur die Bilddaten – nicht der Header!
Dateigröße
Dateigröße = Bildgröße x Kompressionsfaktor + Header

 

 

Übungsaufgaben:

Berechnen Sie den Speicherbedarf folgender Bilder:
a) Größe 8 cm × 12 cm, Auflösung: 300 ppi, Farbmodus: CMYK
b) Größe 14 inch × 12 inch, Auflösung: 72 ppi, Farbmodus: RGB

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