Hier volgt een overzicht van hoe pixelcodering werkt en welke verschillende benaderingen er zijn:

Basisidee: Het fundamentele doel is om de pixelgegevens weer te geven met minder bits dan de oorspronkelijke, niet-gecomprimeerde representatie (bijvoorbeeld 24 bits per pixel voor een afbeelding in ware kleuren). Dit wordt bereikt door redundanties en patronen in de pixelgegevens te benutten.

Gemeenschappelijke technieken voor pixelcodering:

* Run-Length Encoding (RLE): Dit is een eenvoudige techniek die effectief is voor afbeeldingen met grote gebieden met uniforme kleuren. Het vervangt reeksen identieke pixels door een enkele waarde die de pixelwaarde en de lengte van de run aangeeft. 'AAAAAAABBBCC' wordt bijvoorbeeld 'A6B3C2'. Het is zeer effectief voor eenvoudige afbeeldingen of afbeeldingen met veel effen gebieden, maar minder effectief voor complexe afbeeldingen met veel details en variatie.

* Entropiecodering (Huffman-codering, rekenkundige codering): Deze technieken wijzen kortere codes toe aan vaker voorkomende pixelwaarden en langere codes aan minder frequente. Ze maken gebruik van de statistische verdeling van pixelwaarden in de afbeelding om compressie te bereiken. Huffman-codering maakt gebruik van codes met variabele lengte op basis van een codetabel zonder voorvoegsels, terwijl rekenkundige codering de volledige reeks symbolen vertegenwoordigt als een enkel gebroken getal. Beide zijn zeer effectief in het verkleinen van de bestandsgrootte.

* Kwantisering: Dit houdt in dat het aantal mogelijke pixelwaarden wordt verminderd. In plaats van elke pixel weer te geven met bijvoorbeeld 256 grijsniveaus (8 bits), zou deze met minder niveaus kunnen worden weergegeven (bijvoorbeeld 16 niveaus, waarbij slechts 4 bits worden gebruikt). Dit vermindert de nauwkeurigheid van het beeld, maar zorgt voor een aanzienlijke compressie. Kwantisering wordt vaak gebruikt in combinatie met andere compressietechnieken. Het verlies aan precisie draagt ​​bij aan compressie met verlies.

* Voorspellende codering: Deze benadering voorspelt de waarde van een pixel op basis van de waarden van aangrenzende pixels. Alleen het verschil (voorspellingsfout) tussen de werkelijke pixelwaarde en de voorspelde waarde wordt gecodeerd, waardoor de hoeveelheid gegevens die nodig is om het beeld weer te geven wordt verminderd. Differentiële pulscodemodulatie (DPCM) is een veel voorkomende vorm van voorspellende codering.

Relatie met andere compressiemethoden:

Pixelcodering wordt vaak niet alleen gebruikt. Het is doorgaans een laatste stap *na* andere transformaties. Bijvoorbeeld:

* JPEG: Maakt gebruik van Discrete Cosine Transform (DCT) om pixelblokken om te zetten in frequentiecoëfficiënten. Vervolgens vermindert kwantisering de nauwkeurigheid van deze coëfficiënten, en tenslotte wordt entropiecodering (Huffman of iets dergelijks) gebruikt om de gekwantiseerde coëfficiënten efficiënt te coderen. Pixelcodering (kwantisering en entropiecodering) werkt dus op de getransformeerde gegevens.

* PNG: Gebruikt een combinatie van filtering (voorspellende codering) en Deflate-compressie (gebaseerd op LZ77, een vorm van woordenboekcodering) om de onbewerkte afbeeldingsgegevens efficiënter te comprimeren na toepassing van een geschikte filtermethode.

Samenvattend is pixelcodering een familie van technieken die pixelwaarden rechtstreeks manipuleren om de hoeveelheid gegevens die nodig is om een ​​afbeelding op te slaan of te verzenden, te verminderen. De efficiëntie ervan hangt sterk af van de beeldkenmerken en wordt vaak gebruikt in combinatie met andere compressiemethoden voor optimale resultaten.