In ultimii ani, dezvoltarea rapidă şi extensivă a tehnologiilor internet a generat necesitatea dezvoltării unor tehnici noi pentru protejarea drepturilor de autor, apartenenţei şi integrităţii conţinutului informaţiei digitale. Această necesitate apare deoarece reprezentarea digitală a informaţiei prezintă avantajele inerente ale portabilităţii, eficienţei şi acurateţei conţinutului informaţiei. Pe de altă parte, această reprezentare implică, de asemenea, o ameninţare serioasă a copiilor perfecte, uşor de realizat, corecte, ilegale şi în număr nelimitat. Din nefericire, formatul obişnuit al imaginilor, (atât audio cât şi video) in format digital nu permite nici un fel de protecţie ale drepturilor de autor. O posibilă soluţie a acestei probleme este crearea unei mărci electronice sau digital watermark, care urmăreşte ca completeze procesul criptografic. Ultimele tehnici facilitează accesul la datele criptate numai pentru deţinătorii unor chei valide, dar eşuează în încercarea de a urmări orice reproducere sau retransmitere a datelor dupa decriptare.
O imagine este o suprafaţă de obicei dreptunghiulară caracterizată, la nivelul oricărui punct al ei, de o anumită culoare. Ideal, culoarea variază continuu în oricare direcţie. Din păcate, în sistemele numerice, nu se pot utiliza mărimi care variază continuu, ci doar forma discretizată a acestora. Astfel, o imagine trebuie să fie discretizată înainte de a se pune problema reprezentării numerice. Discretizarea constă în împărţirea imaginii într-un caroiaj asemănător unei table de şah. Fiecare porţiune de imagine delimitată de acest caroiaj va fi considerată ca având o culoare uniformă - o medie a culorii existente pe această secţiune. Aceste secţiuni mai sunt denumite şi pixeli sau puncte, numărul acestora definind rezoluţia imaginii. De exemplu, pentru o imagine oarecare care are o rezoluţie de 640x480 pixeli, înseamnă că pe suprafaţa acesteia s-a definit un caroiaj care o împarte pe orizontală în 640 de secţiuni iar pe verticală, în 480. Pasul următor îl constituie găsirea unei reprezentări pentru culoare. Orice culoare poate fi descompusă în trei culori primare (de exemplu roşuR, verde-G şi albastru-B), cu alte cuvinte orice imagine poate fi obţinută prin suprapunerea aditivă a trei radiaţii luminoase având aceste trei culori şi intensităţi diferite. Deci, pentru a reprezenta numeric o culoare, este suficient să se reprezinte intensităţile luminoase ale celor trei culori primare.
Vizibilitatea componentelor scenei este în general determinata în cea mai mare parte de ˘ contrastul zonei din imagine; contrastul este o masur ˘ a propor¸ ˘ tionala cu diferen¸ ˘ ta dintre luminozitatea anumitor pixeli (nivelul lor de gri). P
Metoda imediată de codare a unei imagini cu niveluri de gri este de a o considera ca un şir de biţi şi de a aplica metodele de codare pentru imagini binare:
- fie pentru fiecare plan de bit al reprezentării binare a nivelurilor de gri ;
- fie pentru succesiunea de biţi a reprezentărilor nivelurilor de gri.
Asemenea abordări produc codări fără pierderi a imaginilor şi nu dau întotdeauna rezultate spectaculoase. O mult mai mare amploare a căpătat clasa de metode de compresie cu pierderi.
Prin analogie cu algoritmii folosiţi în compresia datelor în general, metodele uzual folosite pentru reducerea cantităţii de informaţie prezente în imaginile digitale se împart în două mari categorii:
- compresia fară pierderi (în care imaginea decodată este identică cu imaginea iniţială);
- compresia cu pierderi (în care se admit mici diferenţe faţă de original).
Tehnica de compresie fără pierderi permite refacerea (reconstrucţia) perfectă a imaginii originale, iar cea cu pierderi reface imaginea asemănător cu originalul, dar nu identic.
Cu ajutorul acestor metode se pot obţine rate de compresie mult mai mari şi, din această cauză, sunt folosite cu precădere pentru compresia imaginilor şi a secvenţelor video, în detrimentul tehnicilor fără pierderi.