Podręcznik

2. Kompresja i porządkowanie danych

2.1. Krótka charakterystyka współczesnych uwarunkowań

Jesteśmy świadkami ''ery informacji'' o technologicznych podstawach, którą charakteryzuje intensywny rozwój społeczeństwa informacyjnego, przekształcającego się stopniowo w społeczeństwo szeroko dostępnej (tzw. wolnej) wiedzy. Wobec rosnącej roli Internetu można mówić również o zjawisku tworzenia się społeczeństwa sieciowego (prace Castellsa). Coraz większe znaczenie rozwoju technologicznego, zdominowanego przez zagadnienie efektywnej wymiany informacji oraz świata nauk przyrodniczych i ścisłych widać chociażby w propozycjach tzw. trzeciej kultury.

Szybki dostęp do istotnych informacji, efektywne jej przetworzenie oraz wyszukiwanie wiarygodnych źródeł wiedzy staje się decydującym o sukcesie składnikiem nowoczesnej działalności edukacyjnej, biznesowo-gospodarczej, organizacyjnej, społecznej. Wobec nadmiaru pseudoinformacji (tysiące reklam, setki bezużytecznych zachęt zapychających skrzynki pocztowe i kanały telewizyjne) coraz bardziej pożądane stają się narzędzia inteligentnie porządkujące przestrzeń informacyjną.

Sposobem na życie współczesnego człowieka będącego w ciągłym pośpiechu staje się oszczędzanie (wręcz wydzieranie) każdej wolnej chwili. B. Pascal (1623-1662) pisząc list do przyjaciela wspomniał, że ''nie ma czasu, aby napisać krócej''. Pisał więc jak leci, przepraszał, że zabrakło mu czasu, by zaoszczędzić czas adresata. Poszanowanie czasu przekłada się na wzrost ilości informacji dostępnej (przekazywanej) w jednostce czasu w warunkach, jakimi dysponuje konkretny odbiorca (określone ramy czasowe, sprzętowe, finansowe). Oszczędność czasu odbiorcy informacji zapewnia przede wszystkim odpowiednia jakość informacji, tj. selekcja danych, które są istotne dla użytkownika, oraz efektywna jej reprezentacja (minimalizacja długości zapisu danych i czasu ich przekazywania, właściwa struktura informacji).

Technologiczne doskonalenie systemów rozpowszechniania informacji wymaga więc stosowania efektywnych metod kompresji danych, w tym koderów obrazów. Obecnie niebagatelną rolę odgrywa przekazywanie informacji za pomocą obrazu - przykładem niech będzie chociażby dominacja obrazkowych systemów operacyjnych typu Windows. Kompresja obrazów pozwala szybciej zobaczyć obraz o lepszej jakości, więcej informacji umieścić w danej objętości nośnika, szybciej wyszukać żądaną informację, porównać obszerne zasoby informacji obrazowej etc. W koderach obrazów wykorzystuje się obok elementów teorii informacji także zaawansowane metody numeryczne, teorię sygnałów, analizę funkcjonalną, psychowizualne modele percepcji czy inną wiedzę o człowieku i jego relacji do świata (zależnie od zastosowań).

Doskonalenie metod akwizycji obrazów, poprawa zdolności rozdzielczej systemów obrazowania, redukcja szumu i zwiększanie dynamiki sygnału użytecznego wymusza operowanie coraz większymi zbiorami danych obrazowych. Szybko rosnąca liczba obrazów cyfrowych przenoszących informację w coraz większej gamie zastosowań, takich jak fotografia cyfrowa, kamery cyfrowe na użytek domowy, obrazy satelitarne wykorzystywane w meteorologii, kartografii czy urbanistyce, systemy obrazowania biomedycznego itd., wymaga użycia efektywnych metod gromadzenia, indeksowania, przeglądania i wymiany tej informacji. W opinii wielu odbiorców i nadawców informacji obrazowej wzrost efektywności i użyteczności opracowywanych narzędzi kompresji obrazów jest zbyt wolny wobec wymagać współczesnych zastosowań. Przykładem może być rozwijany obecnie standard JPEG2000, w którym spełnienie żądań nowoczesnego użytkownika okupiono zbytnią złożonością obliczeniową algorytmów i trudnościami w praktycznej realizacji założeń standardu.