创建最少可压缩的图片


14

“一幅画值得一千个单词” —俗话说得好。平均单词长约四个字符,因此图像传达了4kB的信息。但是,图片可以传达多少而不是信息?

您的任务是生成一个图像,该图像的大小恰好为4,000字节,并且具有最大的熵。您可以使用选择的任何语言,库或图像格式,并且只要您在此处上传图像,就可以输出到控制台或文件。

计分

您的分数是使用DEFLATE算法和默认设置(特别是命令)以GNU tar1.28 gzip版和1.6 版压缩图像时的压缩率(4000÷压缩大小)tar -czvf out.tar.gz image。最小的压缩比获胜。


1
tar默认情况下在输出文件中包含元数据,包括mtime。这会影响最终的压缩文件大小-有些mtime的压缩效果好于其他时间。将命令更改为gzip -n image可以使输出大小确定,而与mtime(和输入文件名)无关。
Nnnes

1
没关系,在gzip -n image输入4000字节的情况下,不能生成大于4023字节的文件。标头需要10个字节,页脚需要8个字节,DEFLATE块标头和填充1个字节,DEFLATE块大小4个字节;其余只是存储为未压缩的字节。大多数由随机位组成的文件都应按原样存储为未压缩状态。
Nnnes

我可以确认。压缩并不会随熵的增加而恶化,而只是标记数据应以未压缩的方式存储。Deflate将2个字节添加到数据中。Gzip添加了其余的内容。
Mark Jeronimus

Answers:


4

0.9514747859(4204字节输出)

噪声

注意:上面的图像不是我使用的实际文件,而是图像。

这是文件的十六进制转储:https : //gist.github.com/pommicket/cf2982e8ecf09a4de89d3a849526c64b

该文件为netpbm格式,可以使用以下C代码生成:

#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;
}

必须将随机种子传递到程序中。尝试了一些种子之后,我得到了一个可以产生4204字节gzip压缩文件的种子。正如Nnnes指出的那样,tar它将在文件中包含元数据,因此您的结果可能与我的不同。

netpbm并非在所有地方都受支持,但是它可以与imagemagick一起使用convert(因此只需convert image.pgm image.png将其转换为png)。

为什么使用此图像/格式?

由完全随机字节组成的文件很难压缩(实际上,平均而言,任何可能的压缩算法都会这样做,这总比不对随机文件进行压缩更好)。实际文件的内容P5 2 1993后面紧跟3986个随机字节,这就是为什么gzip很难压缩它的原因。


由于某种原因,我在群集上的数量不能超过4201。出于好奇,您使用了什么种子?
Krzysztof Szewczyk

@KrzysztofSzewczyk与种子无关,与图像格式有关。您的PNG标头包含很多确定性字节,因此可以轻松压缩。
Grimmy

@Grimy hm,好的,我明天将切换为RAW格式。我没想到大约有8个字节会对图像产生如此大的影响。
Krzysztof Szewczyk

2
@KrzysztofSzewczyk随机PNG文件中可能存在8个字节以上的非随机数据。最低限度是要包括文件签名其次IHDRIDATIEND大块,但大部分PNG发电机将包括几个可选的块有可能压缩的非常好-因为肮脏的说-也许除了CRC的,可以假定相当随机。
阿纳尔德

是的,我会考虑的。老实说,我在这里经过反复试验,这是我的错误。
Krzysztof Szewczyk

4

Brainfuck,压缩了4201字节。

使用的图像格式为PNG。我非常确定挑战已经结束,因为我将在一夜之间留下4个实例的修改脚本。

讲解

那么它是怎样工作的?

使用Java程序,我正在生成JPG文件。然后,它被压缩并且正在检查其大小,提示我应保留它。我运行了一段时间该脚本,并生成了一些tar.gz大小不一的文件。然后,在找到新的获胜者之后,重新生成Brainfuck代码。

使用的Bash脚本:

#!/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

正在运行的程序的屏幕截图:

替代文字

它可以是完全自动化的操作,以删除读取并隐式保留,但我希望对其进行控制。

代码

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