En az sıkıştırılabilir resmi oluşturun


14

"Bir resim bin kelimeye bedeldir" - eski deyiş böyle gider. Ortalama kelime yaklaşık dört karakter uzunluğundadır, bu yüzden bir resim 4kB bilgi aktarır. Fakat bir resim, bilgi yerine, ne kadar entropi taşıyabilir?

Göreviniz, tam olarak 4.000 bayt boyutunda, mümkün olan en yüksek entropiye sahip bir görüntü oluşturmaktır. Seçtiğiniz herhangi bir dili, kitaplığı veya görüntü biçimini kullanabilirsiniz ve görüntünüzü buraya yüklediğiniz sürece konsola veya bir dosyaya çıktı alabilirsiniz.

puanlama

Resminiz , DEFLATE algoritması ve varsayılan ayarlar - özellikle komut kullanılarak, GNU tarsürüm 1.28 ve gzipsürüm 1.6 ile sıkıştırıldığında sıkıştırma oranıdır (4000 ÷ sıkıştırılmış boyut) tar -czvf out.tar.gz image. En küçük sıkıştırma oranı kazanır.


1
tarvarsayılan olarak çıktı dosyalarına mtime dahil meta veriler içerir. Bu son sıkıştırılmış dosya boyutunu etkiler - bazı mtimes diğerlerinden daha iyi sıkıştırır. Komutun değiştirilmesi, gzip -n imagemtime (ve girdi dosya adı) ne olursa olsun çıktı boyutunu belirleyici hale getirir.
Nnnes

1
, Aldırma gzip -n image4000 bayt girişini verilen 4023 bayt daha büyük bir dosya üretemez. Üstbilgi için 10 bayt, altbilgi için 8, DEFLATE blok başlığı ve dolgusu için 1 ve DEFLATE blok boyutu için 4 bayta ihtiyaç duyar; geri kalanı sıkıştırılmamış bayt olarak saklanır. Rastgele bitlerden oluşan çoğu dosya olması gerektiği gibi sıkıştırılmadan saklanır.
Nnnes

Bunu onaylayabilirim. Artan entropi ile sıkıştırma daha da kötüleşmek yerine, verilerin sıkıştırılmamış olarak saklanması gerektiğini işaret eder. Deflate verilere 2 bayt ekler. Gzip gerisini ekler.
Mark Jeronimus

Yanıtlar:


4

0.9514747859 (4204 bayt çıktı)

gürültü, ses

Not: yukarıdaki resim kullandığım gerçek dosya değil, resim.

İşte dosyanın bir hexdump: https://gist.github.com/pommicket/cf2982e8ecf09a4de89d3a849526c64b

Dosya netpbm biçimindedir ve bu C kodu ile oluşturulabilir:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char **argv) {
    if (argc < 2) {
        fprintf(stderr, "Please pass in seed.\n");
        return EXIT_FAILURE;
    }
    srand(atoi(argv[1]));
    FILE *fp = fopen("image.pgm", "w");
    int width = 2, height = 1993;
    fprintf(fp, "P5 %d %d 255 ", width, height);
    for (int i = 0; i < width * height; i++) {
        fputc(rand() & 0xFF, fp);
    }
    fclose(fp);
    return 0;
}

Rastgele tohum programa aktarılmalıdır. Bazı tohumları denedikten sonra, 4204 baytlık bir gzip dosyası üreten bir tane aldım. Nnnes'in işaret ettiği gibi, tardosyada meta veriler içerecektir, bu nedenle sonuçlarınız benimkinden farklı olabilir.

netpbm her yerde desteklenmez, ancak imagemagick'lerle çalışır convert(bu yüzden convert image.pgm image.pngonu bir png'ye dönüştürmek için yapın).

Neden bu görüntü / format?

Tamamen rastgele baytlardan oluşan bir dosyayı sıkıştırmak çok zordur (aslında, herhangi bir olası sıkıştırma algoritması ortalama olarak yapılır, rastgele dosyalar için sıkıştırmamaktan daha iyi değildir). Gerçek dosyanın içeriğini sadece P5 2 19933986 rasgele bayt takip eder, bu yüzden gzip'in sıkıştırması çok zor olur.


Nedense kümeme 4201'den fazla gidemem. Meraktan, kullandığın tohum neydi?
Krzysztof Szewczyk

@KrzysztofSzewczyk tohumla ilgili değil, görüntü formatıyla ilgili. PNG'lerinizin başlıklarında çok sayıda belirleyici bayt bulunur, bu nedenle kolayca sıkıştırılırlar.
Grimmy

@Grimy hm, tamam, yarın RAW formatına geçeceğim. Yaklaşık sekiz baytın görüntü üzerinde çok büyük bir etkisi olmasını beklemiyordum.
Krzysztof Szewczyk

2
@KrzysztofSzewczyk Rastgele bir PNG dosyasında potansiyel olarak 8 bayttan fazla rasgele olmayan veri var . Yürütmem ardından dosya imzası dahil etmektir IHDR, IDATve IENDparçaları, ama çoğu PNG jeneratörleri oldukça iyi kompres muhtemeldir opsiyonel parçalar bir çift içerecektir - Grimy dediği gibi - belki CRC en yani kabul edilebilir hariç oldukça rastgele ol.
Arnauld

Evet, bunu düşüneceğim. Dürüst olmak gerekirse burada deneme yanılma için gittim ve bu benim hatam.
Krzysztof Szewczyk

4

Brainfuck, 4201 bayt sıkıştırılmış.

Kullanılan görüntü formatı PNG'dir. Eminim meydan okuma sona erdi çünkü ben gece 4 örnekleri değiştirilmiş komut dosyası bırakıyorum.

Açıklama

Peki nasıl çalışır?

Bir Java programı kullanarak bir JPG dosyası oluşturuyorum. Sonra, sıkıştırılmış ve boyutu kontrol ediliyor ben devam edeyim sor. Bu senaryoyu bir süre çalıştırdım ve bana tar.gzçeşitli boyutlarda birkaç dosya oluşturdu . Ardından, yeni bir kazanan bulunduktan sonra Brainfuck kodu yeniden oluşturulur.

Kullanılan Bash betiği:

#!/bin/bash

max=0

while true; do

    java Start 
    tar -czf out.tar.gz target.png
    filename="out.tar.gz"
    size="$(wc -c <"$filename")"
    printf "%s/%s " "$size" "$max"

    if [ "$max" -lt "$size" ]; then
        max=$size
        read -p "Keep? " -n 1 -r
        echo
        if [[ $REPLY =~ ^[Yy]$ ]]
        then
            java -jar out.jar out.tar.gz > "out/sub$size.bf"
        fi
    else
        echo "Crappy result, skipping."
    fi
done

Çalışan programın ekran görüntüsü:

alternatif metin

Okumayı kaldırmak ve dolaylı olarak tutmak tamamen otomatik olabilir, ancak üzerinde kontrol sahibi olmak isterdim.

Kod

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Gerekli brainfuckkısmı kaldırmak için başlığı düzenleyebilir ve puanınızı sıkıştırma oranına güncelleyebilir misiniz?
Jo King
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