home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Current Shareware 1994 January / SHAR194.ISO / email / faqc9310.zip / COMPRESS.FAQ
Text File  |  1993-10-15  |  193KB  |  4,270 lines

  1. Article: 8143 of comp.compression
  2. Path: chorus!chorus.fr
  3. From: jloup@chorus.fr (Jean-loup Gailly)
  4. Newsgroups: comp.compression,comp.compression.research,news.answers,comp.answers
  5. Subject: comp.compression Frequently Asked Questions (part 1/3)
  6. Summary: *** READ THIS BEFORE POSTING ***
  7. Keywords: data compression, FAQ
  8. Message-ID: <compr1_15oct93@chorus.fr>
  9. Date: 15 Oct 93 15:29:47 GMT
  10. Expires: 30 Nov 93 16:17:20 GMT
  11. Sender: news@chorus.chorus.fr
  12. Reply-To: jloup@chorus.fr
  13. Followup-To: comp.compression
  14. Lines: 2526
  15. Approved: news-answers-request@MIT.Edu
  16. Supersedes: <compr1_15sep93@chorus.fr>
  17. Xref: chorus comp.compression:8143 comp.compression.research:1094 news.answers:13178 comp.answers:2308
  18.  
  19. Archive-name: compression-faq/part1
  20. Last-modified: Oct 15th, 1993
  21.  
  22.         "I've already explained this once, but repetition is
  23.         the very soul of the net."        (from alt.config)
  24.  
  25. This file is part 1 of a set of Frequently Asked Questions (FAQ) for
  26. the groups comp.compression and comp.compression.research.  If you
  27. can't find part 2 or 3, see item 53 below. A copy of this FAQ is available
  28. by ftp in rtfm.mit.edu:/pub/usenet/news.answers/compression-faq/part[1-3].
  29.  
  30. Certain questions get asked time and again, and this is an attempt to
  31. reduce the bandwidth taken up by these posts and their associated
  32. replies.  If you have a question, *please* check this file before you
  33. post.  It may save a lot of peoples time.
  34.  
  35. If you have not already read the overall Usenet introductory material
  36. posted to "news.announce.newusers", please do.
  37.  
  38. If you don't want to see this FAQ regularly, please add the
  39. subject line to your kill file. If you have corrections or suggestions
  40. for this FAQ, send them to Jean-loup Gailly <jloup@chorus.fr>.
  41. Thank you.
  42.  
  43. Part 1 is oriented towards practical usage of compression programs.
  44. Part 2 is more intended for people who want to know how compression works.
  45. Part 3 is a long list of image compression hardware.
  46.  
  47. Main changes relative to the previous version: 
  48.  
  49. - added .bck suffix (item 2)
  50. - new version of zip (item 2)
  51. - added one book (item 8)
  52. - added warning about the OWS hoax (item 9)
  53. - fixed location of h261.tar.Z (items 15 and 20)
  54. - added one fractal program (item 17)
  55. - new version of vocpack (item 26)
  56. - added pointer to MPEG FAQ (item 71)
  57.  
  58.  
  59. Contents
  60. ========
  61.  
  62. General questions:
  63.  
  64. [1]  What are these newsgroups about?
  65. [2]  What is this .xxx file type?
  66.      Where can I find the corresponding compression program?
  67. [3]  What is the latest pkzip version?
  68. [4]  What is an archiver?
  69. [5]  What is the best general purpose compression program?
  70. [7]  Which books should I read?
  71. [8]  What about patents on data compression algorithms?
  72. [9]  The WEB 16:1 compressor.
  73. [11] What is the V.42bis standard?
  74. [12] I need source for the winners of the Dr Dobbs compression contest
  75. [13] I need source for arithmetic coding
  76.  
  77. Image and audio compression:
  78.  
  79. [15] Where can I get image compression programs?
  80. [16] What is the state of the art in lossless image compression?
  81. [17] What is the state of fractal compression?
  82. [18] I need specs and source for TIFF and CCITT group 4 Fax.
  83. [19] What is JPEG?
  84. [20] I am looking for source of an H.261 codec and MPEG
  85. [25] Fast DCT (Discrete Cosine Transform) algorithms
  86. [26] Are there algorithms and standards for audio compression?
  87.  
  88. Common problems:
  89.  
  90. [30] My archive is corrupted!
  91. [31] pkunzip reports a CRC error!
  92. [32] VMS zip is not compatible with pkzip!
  93. [33] I have a problem with Stacker!
  94.  
  95. Questions which do not really belong to comp.compression:
  96.  
  97. [50] What is this 'tar' compression program?
  98. [51] I need a CRC algorithm
  99. [52] What about those people who continue to ask frequently asked questions?
  100. [53] Where are FAQ lists archived?
  101. [54] I need specs for graphics formats
  102. [55] Where can I find Lenna and other images?
  103. [56] I am looking for a message digest algorithm
  104.  
  105.  
  106. Part 2: (Long) introductions to data compression techniques
  107.  
  108. [70] Introduction to data compression (long)
  109.        Huffman and Related Compression Techniques
  110.        Arithmetic Coding
  111.        Substitutional Compressors
  112.           The LZ78 family of compressors
  113.           The LZ77 family of compressors
  114.  
  115. [71] Introduction to MPEG (long)
  116.        What is MPEG?
  117.        Does it have anything to do with JPEG?
  118.        Then what's JBIG and MHEG?
  119.        What has MPEG accomplished?
  120.        So how does MPEG I work?
  121.        What about the audio compression?
  122.        So how much does it compress?
  123.        What's phase II?
  124.        When will all this be finished?
  125.        How do I join MPEG?
  126.        How do I get the documents, like the MPEG I draft?
  127.  
  128. [72] What is wavelet theory?
  129. [73] What is the theoretical compression limit?
  130. [74] Introduction to JBIG
  131. [75] Introduction to JPEG
  132.  
  133.  
  134. Part 3: (Long) list of image compression hardware
  135.  
  136. [85] Image compression hardware
  137. [99] Acknowledgments
  138.  
  139.  
  140. Search for "Subject: [#]" to get to question number # quickly. Some news
  141. readers can also take advantage of the message digest format used here.
  142.  
  143. If you know very little about data compression, read question 70 in
  144. part 2 first.
  145.  
  146. ------------------------------------------------------------------------------
  147.  
  148. Subject: [1] What are these newsgroups about?
  149.  
  150.  
  151. comp.compression is the place to discuss about data compression, both
  152. lossless (for text or data) and lossy (for images, sound, etc..).
  153. comp.compression.research was created later to provide a forum for
  154. current research on data compression and data compression algorithms;
  155. this group is now moderated (vote ending on Oct 5, 1993).
  156. If you are not experienced in data compression, please post in
  157. comp.compression only.
  158.  
  159. If you only want to find a particular compression program for a
  160. particular operating system, please read first this FAQ and the
  161. article "How to find sources" which is regularly posted in
  162. news.answers.
  163.  
  164. If you can't resist posting such a request, other groups are probably
  165. more appropriate (comp.binaries.ibm.pc.wanted, comp.sources.wanted,
  166. comp.sys.mac.wanted, comp.archives.msdos.d, alt.graphics.pixutils).
  167. Please post your request in comp.compression only as a last resource.
  168.  
  169. If your question is about graphics only (no compression), please
  170. post to comp.graphics, *after* reading the comp.graphics FAQ (see
  171. item 54 below). For some unknown reason, many questions about
  172. graphics are incorrectly posted to comp.compression.
  173.  
  174. Please do not post any program in binary form to comp.compression.
  175. Very short sources can be posted, but long sources should be be posted
  176. to the specialized source groups, such as comp.sources.* or alt.sources.
  177.  
  178. As for any newsgroups, do not post the same message separately to
  179. comp.compression and comp.compression.research.
  180.  
  181. ------------------------------------------------------------------------------
  182.  
  183. Subject: [2] What is this .xxx file type?
  184.              Where can I find the corresponding compression program?
  185.  
  186.  
  187. All the programs mentioned in this section are lossless.
  188. For most programs, one US and one European ftp site are given.
  189. (wuarchive.wustl.edu: 128.152.135.4, garbo.uwasa.fi: 128.214.87.1)
  190. Many other sites (in particular wsmr-simtel20.army.mil: 192.88.110.2)
  191. have the same programs.
  192.  
  193. To keep this list to a reasonable size, many programs are not
  194. mentioned here. Additional information can be found in the file
  195. ftp.cso.uiuc.edu:/doc/pcnet/compression [128.174.5.61] maintained by
  196. David Lemson (lemson@uiuc.edu). When several programs can handle
  197. the same archive format, only one of them is given.
  198.  
  199. Sources for additional lossless data compressors can be found in
  200. garbo.uwasa.fi:/pc/programming/lds_10.zip and
  201. oak.oakland.edu:/pub/msdos/archivers/lz-comp2.zip.
  202. Sources in Pascal are in garbo.uwasa.fi:/pc/turbopas/preskit2.zip.
  203.  
  204. For Macintosh programs, look on sumex-aim.stanford.edu:/info-mac [36.44.0.6].
  205. For VM/CMS, look on vmd.cso.uiuc.edu:/public.477 [128.174.5.98].
  206. For Atari, look on atari.archive.umich.edu [141.211.165.41]
  207. For Amiga, look on ftp.cso.uiuc.edu:/pub/amiga [128.174.5.59]
  208.     
  209. If you don't know how to use ftp or don't have ftp access, read the
  210. article "How to find sources" which is regularly posted in news.answers.
  211.  
  212. If you can't find a program given below, it is likely that a newer
  213. version exists in the same directory. (Tell me <jloup@chorus.fr>)
  214.  
  215. A very short description of the compression algorithm is given for
  216. most programs. For the meaning of LZ77, LZ78 and LZW, see question 
  217. 70 in part 2 of the FAQ.)
  218.  
  219. ext:  produced by or read by
  220.  
  221. .arc: arc, pkarc for MSDOS. (LZW algorithm)
  222.     wuarchive.wustl.edu:/mirrors/msdos/starter/pk361.exe
  223.     garbo.uwasa.fi:/pc/arcers/pk361.exe
  224.  
  225.       arc for Unix
  226.         wuarchive.wustl.edu:/mirrors/misc/unix/arc521e.tar-z
  227.     garbo.uwasa.fi:/unix/arcers/arc.tar.Z
  228.         Contact: Howard Chu <hyc@umix.cc.umich.edu>
  229.  
  230.       arc for VMS
  231.     wuarchive.wustl.edu:/packages/compression/vax-vms/arc.exe
  232.  
  233.       arcmac for Mac
  234.     mac.archive.umich.edu:/mac/utilities/compressionapps/arcmac.hqx
  235.  
  236.       arc for Amiga
  237.     ftp.funet.fi:pub/amiga/fish/001-100/ff070/arc.lha
  238.  
  239. .arj: arj for MSDOS (LZ77 with hashing, plus secondary static Huffman
  240.           encoding on a block basis)
  241.         Contact: Robert K Jung <robjung@world.std.com>
  242.         wuarchive.wustl.edu:/mirrors/msdos/archivers/arj241a.exe
  243.     garbo.uwasa.fi:/pc/arcers/arj241a.exe
  244.  
  245.       unarj for Unix. Decompresses only. (There is no arj compressor for Unix.
  246.         Don't post a request.)
  247.         wuarchive.wustl.edu:/mirrors/misc/unix/unarj241.tar-z
  248.     garbo.uwasa.fi:/unix/arcers/unarj241.tar.Z
  249.  
  250.       unarj for Mac
  251.         mac.archive.umich.edu:/mac/util/compression/unarjmac.cpt.hqx      
  252.  
  253.       unarj for Amiga
  254.     ftp.funet.fi:pub/amiga/utilities/archivers/unarj-0.5.lha
  255.  
  256. .bck: VMS BACKUP. BACKUP is *not* a compression program. Do "help backup".
  257.  
  258. .cpt: Compact Pro for Mac
  259.         sumex-aim.stanford.edu:/info-mac/util/compact-pro-133.hqx [36.44.0.6]
  260.  
  261.       For Unix:
  262.     sumex-aim.stanford.edu:/info-mac/unix/macutil-20b1.shar
  263.         ftp.cwi.nl:/pub/macutil2.0b3.shar.Z
  264.  
  265. .exe: self-extracting MSDOS executable (creates files on disk when run)
  266.       Run the file, or try unzip, lha or arj on it.
  267.  
  268. .exe: compressed MSDOS executable (decompresses itself in memory then runs
  269.       the decompressed code). To get the original uncompressed .exe:
  270.         oak.oakland.edu:/pub/msdos/execomp/unp312.zip
  271.  
  272. .gif: gif files are images compressed with the LZW algorithm. See the
  273.       comp.graphics FAQ list for programs manipulating .gif files. See
  274.       suffix .Z below for source of LZW.
  275.  
  276. .gz, .z:  gzip (or pack, see .z below). gzip uses the same algorithm as
  277.           zip 2.0 (see below); it can also extract packed and compressed files.
  278.       For Unix, MSDOS, OS/2, VMS, Atari, Amiga, Primos:
  279.     prep.ai.mit.edu:/pub/gnu/gzip-1.2.4.tar   (or .shar or .tar.z : source)
  280.     prep.ai.mit.edu:/pub/gnu/gzip-msdos-1.2.4.exe (MSDOS, lha self-extract)
  281.     garbo.uwasa.fi:/unix/arcers/gzip-1.2.4.tar.Z  (source)
  282.     garbo.uwasa.fi:/pc/unix/gzip124.zip           (MSDOS exe, self-extract)
  283.     ftp.uu.net:/pub/archiving/zip/VMS/gzip123x.exe (VMS exe)
  284.     sumex-aim.stanford.edu:/info-mac/tmit/gzip.hqx (Macintosh exe)
  285.  
  286. .ha:  ha 0.98 for MSDOS (improved PPMC - 4th order Markov modeling)
  287.     garbo.uwasa.fi:/pc/arcers/ha098.exe
  288.  
  289. .hqx: Macintosh BinHex format.. (BinHex is *not* a compression program,
  290.     it is similar to uuencode but handles multiple forks.)
  291.        for Mac:
  292.      mac.archive.umich.edu:/mac/utilities/compressionapps/binhex4.0.bin
  293.  
  294.        for Unix:
  295.          sumex-aim.stanford.edu:/info-mac/cmp/mcvert-212.shar [36.44.0.6]
  296.  
  297.        for MSDOS:
  298.          wuarchive.wustl.edu:/mirrors/msdos/xbin23.zip
  299.  
  300. .lha:
  301. .lzh: lha for MSDOS (LZ77 with a trie data structure, plus secondary static
  302.           Huffman coding on a block basis)
  303.     wuarchive.wustl.edu:/mirrors/msdos/archivers/lha213.exe   (exe)
  304.     wuarchive.wustl.edu:/mirrors/msdos/archivers/lha211sr.zip (sources)
  305.     garbo.uwasa.fi:/pc/arcers/lha255b.exe
  306.  
  307.       lharc for Unix. (LZ77 with hash table and binary trees, plus secondary
  308.           Huffman coding)
  309.            Warning: lharc can extract .lzh files created by
  310.            lharc 1.xx but not those created by lha. See lha for Unix below.
  311.         wuarchive.wustl.edu:/mirrors/misc/unix/lharc102a.tar-z
  312.     garbo.uwasa.fi:/unix/arcers/lharcsrc.zoo
  313.  
  314.       lharc for VMS. Same warning as for Unix lharc.
  315.     wuarchive.wustl.edu:/packages/compression/vax-vms/lharc.exe
  316.  
  317.       lha for Unix. Warning: all doc is in Japanese.
  318.     wuarchive.wustl.edu:/mirrors/misc/unix/lha101u.tar-z
  319.     garbo.uwasa.fi:/unix/arcers/lha-1.00.tar.Z
  320.           Contact: lha-admin@oki.co.jp or oki@wbg.telcom.oki.co.jp
  321.  
  322.       lha for Mac
  323.         mac.archive.umich.edu:/mac/utilities/compressionapps/maclha2.0.cpt.hqx
  324.  
  325.       lha for Amiga
  326.     ftp.funet.fi:pub/amiga/utilities/archivers/LhA_e138.run
  327.  
  328.  
  329. .pak: pak for MSDOS (LZW algorithm)
  330.         wuarchive.wustl.edu:/mirrors/msdos/archivers/pak251.exe
  331.     garbo.uwasa.fi:/pc/arcers/pak251.exe
  332.  
  333. .pit: PackIt (Macintosh)
  334.        for Mac:
  335.          sumex-aim.stanford.edu:/info-mac/util/stuffit-151.hqx  [36.44.0.6]
  336.  
  337.        for Unix:
  338.          sumex-aim.stanford.edu:/info-mac/unix/mcvert-165.shar [36.44.0.6]
  339.  
  340. .pp: PowerPacker (Amiga)
  341.     ftp.funet.fi:pub/amiga/fish/501-600/ff561/PPLib.lha
  342.  
  343. .sea: self-extracting archive (Macintosh)
  344.          Run the file to extract it. The self-extraction code can be
  345.          removed with:
  346.       mac.archive.umich.edu:/mac/utilities/compressionapps/desea1.11.cpt.hqx
  347.  
  348. .sdn: used by the Shareware Distribution Network.
  349.       Try the decompressors for .pak or .arj (see above)
  350.  
  351. .shar:  Shell archive. This is not a compression program. Use "sh foo.shar"
  352.         to extract.
  353.  
  354. .sit: Stuffit for Macintosh
  355.        for Mac:
  356.          sumex-aim.stanford.edu:/info-mac/util/stuffit-lite-30.hqx [36.44.0.6]
  357.  
  358.        for Unix:
  359.          sumex-aim.stanford.edu:/info-mac/unix/unsit-15.shar [36.44.0.6]
  360.  
  361.        for Amiga:
  362.      ftp.funet.fi:pub/amiga/utilities/archivers/unsit-1.5c2.lha
  363.  
  364.        for MSDOS:
  365.      garbo.uwasa.fi:/pc/arcers/unsit30.zip
  366.  
  367. .?q?: Squeeze for MSDOS (do not confuse with other 'squeeze' below).
  368.       Static Huffman coding.
  369.     oak.oakland.edu:/pub/msdos/starter/sqpc12a.com (squeeze)
  370.     oak.oakland.edu:/pub/msdos/starter/nusq110.com (unsqueeze)
  371.  
  372. .sqz: Squeeze for MSDOS (do not confuse with other 'squeeze' above)
  373.       LZ77 with hashing.
  374.     wuarchive.wustl.edu:/mirrors/msdos/archivers/sqz1083e.exe
  375.         garbo.uwasa.fi:/pc/arcers/sqz1083e.exe
  376.  
  377. .tar: tar is *not* a compression program. However, to be kind for you:
  378.       for MSDOS
  379.     wuarchive.wustl.edu:/mirrors/msdos/starter/tarread.exe
  380.     garbo.uwasa.fi:/pc/unix/tar4dos.zoo
  381.  
  382.       for Unix
  383.         tar (you have it already. To extract: tar xvf file.tar)
  384.  
  385.       for VMS
  386.     wuarchive.wustl.edu:/packages/compression/vax-vms/tar.exe
  387.  
  388.       for Macintosh
  389.         sumex-aim.stanford.edu:/info-mac/util/tar-30.hqx
  390.  
  391.       for Amiga:
  392.     ftp.funet.fi:pub/amiga/fish/401-500/ff445/Tar.lha
  393.  
  394. .tar.Z, .tar-z, .taz: tar + compress
  395.       For Unix:     zcat file.tar.Z | tar xvf -
  396.       with GNU tar: tar xvzf file.tar.Z
  397.       Other OS: first uncompress (see .Z below) then untar (see .tar above)
  398.  
  399. .tar.z, .tgz: tar + gzip
  400.       For Unix: gzip -cd file.tar.z | tar xvf -
  401.       with GNU tar: tar xvzf file.tar.z
  402.       Other OS: first uncompress (see .z below) then untar (see .tar above)
  403.  
  404. .z:   pack or gzip (see .gz above). pack uses static Huffman coding.
  405.       To extract, see .gz above.
  406.  
  407. .zip: pkzip 1.10 for MSDOS. (LZ77 with hashing, plus secondary static
  408.           Shannon-Fano encoding on whole file)
  409.            Contact: pkware.inc@mixcom.com
  410.          wuarchive.wustl.edu:/mirrors/msdos/zip/pkz110eu.exe.
  411.          garbo.uwasa.fi:/pc/goldies/pkz110eu.exe.
  412.            Note: pkz110eu.exe is an 'export' version without encryption.
  413.  
  414.       zip 1.1 for Unix, MSDOS, VMS, OS/2, ... (compatible with pkzip 1.10.
  415.      For corresponding unzip, see unzip 5.0p1 below).
  416.      ftp.uu.net:/pub/archiving/zip/zip11.zip
  417.  
  418.       arcutil 2.0 for VM/CMS (unzip only, not yet compatible with pkzip 2.04)
  419.          vmd.cso.uiuc.edu:/public.477/arcutil.* [128.174.5.98].
  420.  
  421.       pkzip 2.04g for MSDOS. (LZ77 with hashing, plus secondary static
  422.            Huffman coding on a block basis)
  423.      oak.oakland.edu:/pub/msdos/zip/pkz204g.exe
  424.          garbo.uwasa.fi:/pc/arcers/pkz204g.exe
  425.  
  426.       zip 2.0.1 and unzip 5.0p1 for Unix, MSDOS, VMS, OS/2, Amiga, ...
  427.           Compatible with pkzip 2.04g (LZ77 with hashing, plus secondary static
  428.           Huffman coding on a block basis)
  429.             Contact: zip-bugs@wkuvx1.bitnet
  430.      ftp.uu.net:/pub/archiving/zip/zip201.zip          (source)
  431.      ftp.uu.net:/pub/archiving/zip/unz50p1.tar.Z       (source)
  432.      ftp.uu.net:/pub/archiving/zip/MSDOS/zip20x.zip    (MSDOS exe)
  433.      ftp.uu.net:/pub/archiving/zip/MSDOS/unz50p1.exe   (MSDOS exe)
  434.      ftp.uu.net:/pub/archiving/zip/VMS/unz50p1x.exe    (Vax/VMS exe)
  435.      ftp.uu.net:/pub/archiving/zip/VMS/zip20x-vms.zip  (Vax/VMS exe)
  436.      ftp.uu.net:/pub/archiving/zip/AMIGA/unz51d3x.tar.Z(Amiga exe)
  437.      ftp.uu.net:/pub/archiving/zip/AMIGA/zip201x.zip   (Amiga exe)
  438.      ftp.uu.net:/pub/archiving/zip/OS2*/*              (OS/2 exe 16&32 bit)
  439.      ftp.uu.net:/pub/archiving/zip/zcrypt20.zip        (encryption source)
  440.          (Non US residents must get the crypt versions from garbo,see below)
  441.  
  442.      garbo.uwasa.fi:/unix/arcers/zip201.zip    (source)
  443.      garbo.uwasa.fi:/unix/arcers/unz50p1.tar.Z (source)
  444.      garbo.uwasa.fi:/pc/arcers/zip20x.zip      (MSDOS exe)
  445.      garbo.uwasa.fi:/pc/arcers/unz50p1.exe     (MSDOS exe)
  446.          garbo.uwasa.fi:/unix/arcers/zcrypt20.zip  (encryption source)
  447.  
  448.        for Macintosh (zip-it and the unzippers are compatible with pkzip 2.04)
  449.      sumex-aim.stanford.edu:/info-mac/util/zip-it-111.hqx
  450.      sumex-aim.stanford.edu:/info-mac/util/mac-zip-10.hqx
  451.      sumex-aim.stanford.edu:/info-mac/util/unzip-201.hqx
  452.      sumex-aim.stanford.edu:/info-mac/util/mac-unzip-50p1.hqx
  453.  
  454. .zoo: zoo 2.10 for MSDOS (algorithm copied from that of lha, see lha above)
  455.       Contact: Rahul Dhesi <dhesi@cirrus.com>
  456.      wuarchive.wustl.edu:/mirrors/msdos/zoo/zoo210.exe
  457.      garbo.uwasa.fi:/pc/arcers/zoo210.exe
  458.  
  459.       zoo 2.10 for Unix, VMS
  460.          wsmr-simtel20.army.mil:pd8:<misc.unix>zoo210.tar-z [192.88.110.2]
  461.      garbo.uwasa.fi:/unix/arcers/zoo210.tar.Z
  462.  
  463.       zoo for Mac
  464.       mac.archive.umich.edu:/mac/utilities/compressionapps/maczoo.sit.hqx
  465.  
  466.       zoo for Amiga
  467.     ftp.funet.fi:pub/amiga/utilities/archivers/Zoo-2.1.lha
  468.  
  469. .F: freeze for Unix (LZ77 with hashing, plus secondary dynamic Huffman
  470.          encoding)
  471.      wuarchive.wustl.edu:/usenet/comp.sources.misc/volume35/freeze/part0[1-3].Z
  472.      ftp.inria.fr:/system/arch-compr/freeze-2.5.tar.Z
  473.      Contact: Leonid A. Broukhis <leo@s514.ipmce.su>
  474.  
  475. .Y: yabba for Unix, VMS, ... (Y coding, a variant of LZ78)
  476.   wuarchive.wustl.edu:/usenet/comp.sources.unix/volume24/yabbawhap/part0[1-4].Z
  477.   ftp.inria.fr:/system/arch-compr/yabba.tar.Z
  478.   Contact: Dan Bernstein <brnstnd@nyu.edu>
  479.  
  480. .Z: compress for Unix ('the' LZW algorithm)
  481.       It is likely that your Unix system has 'compress' already. Otherwise:
  482.     wuarchive.wustl.edu:/packages/compression/compress-4.1.tar
  483.         (not in .Z format to avoid chicken and egg problem)
  484.  
  485.     compress for MSDOS
  486.     wuarchive.wustl.edu:/mirrors/msdos/compress/comp430[ds].zip
  487.     garbo.uwasa.fi:/pc/unix/comp430d.zip
  488.  
  489.     compress for Macintosh
  490.         sumex-aim.stanford.edu:/info-mac/util/maccompress-32.hqx
  491.  
  492.     compress for Amiga
  493.     ftp.funet.fi:pub/amiga/utilities/archivers/compress-4.1.lha
  494.  
  495.     compress for Vax/VMS
  496.     wuarchive.wustl.edu:/packages/compression/vax-vms/lzcomp.exe
  497.     wuarchive.wustl.edu:/packages/compression/vax-vms/lzdcmp.exe
  498.  
  499. ------------------------------------------------------------------------------
  500.  
  501. Subject: [3]  What is the latest PKZIP version?
  502.  
  503. The latest official version is 2.04g. Release 2.04c had serious bugs,
  504. corrected in 2.04e and 2.04g.
  505.  
  506. Be warned that there are countless bogus PKZIP 1.20, 2.0, 2.02,
  507. 3.05 and whatever scams floating around.  They usually are hacks of
  508. PKZIP 1.93A beta test version.  Some of them are trojans and / or
  509. carry computer virii.
  510.  
  511. ------------------------------------------------------------------------------
  512.  
  513. Subject: [4] What is an archiver?
  514.  
  515.  
  516. There is a distinction between archivers and other compression
  517. programs:
  518.  
  519. - an archiver takes several input files, compresses them and produces
  520.   a single archive file. Examples are arc, arj, lha, zip, zoo.
  521.  
  522. - other compression programs create one compressed file for each
  523.   input file. Examples are freeze, yabba, compress. Such programs
  524.   are often combined with tar to create compressed archives (see
  525.   question 50: "What is this tar compression program?").
  526.  
  527. ------------------------------------------------------------------------------
  528.  
  529. Subject: [5] What is the best general purpose compression program?
  530.  
  531.  
  532. The answer is: it depends. (You did not expect a definitive answer,
  533. did you?)
  534.  
  535. It depends whether you favor speed, compression ratio, a standard and
  536. widely used archive format, the number of features, etc...  Just as
  537. for text editors, personal taste plays an important role. compress has
  538. 4 options, arj 2.30 has about 130 options; different people like
  539. different programs. *Please* do not start or continue flame wars on
  540. such matters of taste.
  541.  
  542. The only objective comparisons are speed and compression ratio. Here
  543. is a short table comparing various programs on a 33Mhz Compaq 386.
  544. All programs have been run on Unix SVR4, except pkzip and arj which
  545. only run on MSDOS. (MSDOS benchmarks are available by ftp on
  546. oak.oakland.edu:/pub/msdos/info/arctst*.zip.)
  547.  
  548. *Please* do not post your own benchmarks made on your own files that
  549. nobody else can access. If you think that you must absolutely post yet
  550. another benchmark, make sure that your test files are available by
  551. anonymous ftp.
  552.  
  553. The programs compared here were chosen because they are the most
  554. popular or because they run on Unix and source is available.  For ftp
  555. information, see above. Three programs (hpack, comp-2 and ha) have
  556. been added because they achieve better compression (at the expense of
  557. speed) and one program (lzrw3-a) has been added because it favors
  558. speed at the expense of compression:
  559.  
  560. - comp-2 is in wuarchive.wustl.edu:/mirrors/msdos/ddjmag/ddj9102.zip
  561.   (inner zip file nelson.zip),
  562. - hpack is in wuarchive.wustl.edu:/mirrors/misc/unix/hpack75a.tar-z
  563.   and garbo.uwasa.fi:/unix/arcers/hpack78src.tar.Z
  564. - ha 0.98 is in garbo.uwasa.fi:/pc/arcers/ha098.zip
  565. - ftp.adelaide.edu.au:/pub/compression/lzrw3-a.c  [129.127.40.3]
  566.  
  567. The 14 files used in the comparison are from the standard Calgary
  568. Text Compression Corpus, available by ftp on ftp.cpsc.ucalgary.ca 
  569. [136.159.7.18] in /pub/text.compression.corpus/text.compression.corpus.tar.Z.
  570.  
  571. The whole corpus includes 18 files, but the 4 files paper[3-6] are
  572. generally omitted in benchmarks. It contains several kinds of file
  573. (ascii, binary, image, etc...) but has a bias towards large files.
  574. You may well get different ratings on the typical mix of files that
  575. you use daily, so keep in mind that the comparisons given below are
  576. only indicative.
  577.  
  578. The programs are ordered by decreasing total compressed size. For a
  579. fair comparison between archivers and other programs, this size is
  580. only the size of the compressed data, not the archive size.
  581.  
  582. The programs were run on an idle machine, so the elapsed time
  583. is significant and can be used to compare Unix and MSDOS programs.
  584.  
  585. [Note: I did not have time to run again all benchmarks with more
  586. recent versions of zip, freeze, arj and hpack. To be done for some
  587. future revision of this FAQ.]
  588.  
  589.        size     lzrw3a   compress    lharc    yabba     pkzip    freeze 
  590. version:                   4.0       1.02      1.0       1.10     2.3.5
  591. options:                                    -m300000                    
  592.        ------    -----    ------    ------    ------    ------   ------
  593. bib    111261    49040     46528     46502     40456     41354    41515 
  594. book1  768771   416131    332056    369479    306813    350560   344793 
  595. book2  610856   274371    250759    252540    229851    232589   230861 
  596. geo    102400    84214     77777     70955     76695     76172    68626 
  597. news   377109   191291    182121    166048    168287    157326   155783 
  598. obj1    21504    12647     14048     10748     13859     10546    10453 
  599. obj2   246814   108040    128659     90848    114323     90130    85500 
  600. paper1  53161    24522     25077     21748     22453     20041    20021 
  601. paper2  82199    39479     36161     35275     32733     32867    32693 
  602. pic    513216   111000     62215     61394     65377     63805    53291 
  603. progc   39611    17919     19143     15399     17064     14164    14143 
  604. progl   71646    24358     27148     18760     23512     17255    17064 
  605. progp   49379    16801     19209     12792     16617     11877    11686 
  606. trans   93695    30292     38240     28092     31300     23135    22861 
  607.     3,141,622  1,400,105 1,259,141 1,200,580 1,159,340 1,141,821 1,109,290
  608. real             0m35s     0m59s     5m03s     2m40s              5m27s
  609. user             0m25s     0m29s     4m29s     1m46s              4m58s
  610. sys              0m05s     0m10s     0m07s     0m18s              0m08s
  611. MSDOS:                                                   1m39s
  612.                         
  613.  
  614.          zoo       lha       arj      pkzip    zip      hpack   comp-2    ha
  615.         2.10    1.0(Unix)   2.30      2.04g    1.9      0.75a            0.98
  616.          ah    2.13(MSDOS)   -jm       -ex      -6                        a2
  617.        ------    ------    ------    ------  -------   ------   ------  ------
  618. bib     40742     40740     36090     35186    34950    35619    29840   26927
  619. book1  339076    339074    318382    313566   312619   306876   237380  235733
  620. book2  228444    228442    210521    207204   206306   208486   174085  163535
  621. geo     68576     68574     69209     68698    68418    58976    64590   59356
  622. news   155086    155084    146855    144954   144395   141608   128047  123335
  623. obj1    10312     10310     10333     10307    10295    10572    10819    9799
  624. obj2    84983     84981     82052     81213    81336    80806    85465   80381
  625. paper1  19678     19676     18710     18519    18525    18607    16895   15675
  626. paper2  32098     32096     30034     29566    29674    29825    25453   23956
  627. pic     52223     52221     53578     52777    55051    51778    55461   51639
  628. progc   13943     13941     13408     13363    13238    13475    12896   11795
  629. progl   16916     16914     16408     16148    16175    16586    17354   15298
  630. progp   11509     11507     11308     11214    11182    11647    11668   10498
  631. trans   22580     22578     20046     19808    18879    20506    21023   17927
  632.     1,096,166 1,096,138 1,036,934 1,019,451 1,021,043 1,005,367 890,976 845,854
  633. real    4m07s     6m03s                        1m49s   1h22m17s  27m05s
  634. user    3m47s     4m23s                        1m43s   1h20m46s  19m27s
  635. sys     0m04s     0m08s                        0m02s      0m12s   2m03s
  636. MSDOS:            1m49s     2m41s     1m43s                              14m43s
  637.  
  638. Notes:
  639.  
  640. - the compressed data for 'zoo ah' is always two bytes longer than for
  641.   lha. This is simply because both programs are derived from the same
  642.   source (ar002, written by Haruhiko Okumura, available by ftp in
  643.   wuarchive.wustl.edu:/mirrors/msdos/archivers/ar002.zip).
  644.  
  645. - hpack 0.75a gives slightly different results on SunOS. (To be checked
  646.   with latest version of hpack).
  647.  
  648. - the MSDOS versions are all optimized with assembler code and were run
  649.   on a RAM disk. So it is not surprising that they often go faster than
  650.   their Unix equivalent.
  651.  
  652. ------------------------------------------------------------------------------
  653.  
  654. Subject: [7] Which books should I read?
  655.  
  656.  
  657. [BWC 1989] Bell, T.C, Cleary, J.G. and Witten, I.H, "Text Compression",
  658.     Prentice-Hall 1989. ISBN: 0-13-911991-4. Price: approx. US$40
  659.     The reference on text data compression.
  660.  
  661. [Nel 1991] Mark Nelson, "The Data Compression Book"
  662.     M&T Books, Redwood City, CA, 1991.  ISBN 1-55851-216-0.
  663.     Price $36.95 including two 5" PC-compatible disks bearing
  664.     all the source code printed in the book.
  665.     A practical introduction to data compression.
  666.     The book is targeted at a person who is comfortable reading C code but
  667.     doesn't know anything about data compression.  Its stated goal is to get
  668.     you up to the point where you are competent to program standard
  669.     compression algorithms.
  670.  
  671. [Will 1990] Williams, R.  "Adaptive Data Compression", Kluwer Books, 1990.
  672.     ISBN: 0-7923-9085-7. Price: US$75.
  673.     Reviews the field of text data compression and then addresses the
  674.     problem of compressing rapidly changing data streams.
  675.  
  676. [Stor 1988] Storer, J.A.  "Data Compression: Methods and Theory", Computer
  677.     Science Press, Rockville, MD. ISBN: 0-88175-161-8.
  678.     A survey of various compression techniques, mainly statistical
  679.     non-arithmetic compression and LZSS compression.  Includes complete Pascal
  680.     code for a series of LZ78 variants.
  681.  
  682. [Stor 1992] Storer, J.A. "Image and Text Compression", Kluwer Academic
  683.     Publishers, 1992, ISBN 0-7923-9243-4
  684.  
  685. [ACG 1991] Advances in Speech Coding, edited by Atal, Cuperman, and Gersho,
  686.     Kluwer Academic Press, 1991.
  687.  
  688. [GG 1991] Vector Quantization and Signal Compression, by Gersho and Gray,
  689.     Kluwer Acad. Press, 1991
  690.  
  691. [CT 1991] Elements of Information Theory, by T.M.Cover and J.A.Thomas
  692.      John Wiley & Sons, 1991. ISBN 0-471-06259-6.
  693.  
  694. Review papers:
  695.  
  696. [BWC 1989] Bell, T.C, Witten, I.H, and Cleary, J.G.  "Modeling for Text
  697.     Compression", ACM Computing Surveys, Vol.21, No.4 (December 1989), p.557
  698.     A good general overview of compression techniques (as well as modeling for
  699.     text compression); the condensed version of "Text Compression".
  700.  
  701. [Lele 1987] Lelewer, D.A, and Hirschberg, D.S.  "Data Compression", ACM
  702.     Computing Surveys, Vol.19, No.3 (September 1987), p.261.
  703.     A survey of data compression techniques which concentrates on Huffman
  704.     compression and makes only passing mention of other techniques.
  705.  
  706.  
  707. ------------------------------------------------------------------------------
  708.  
  709. Subject: [8] What about patents on data compression algorithms?
  710.  
  711.  
  712. [Note: the appropriate group for discussing software patents is
  713. comp.patents (or misc.legal.computing), not comp.compression.]
  714.  
  715. All patents mentioned here are US patents, and thus probably
  716. not applicable outside the US. See item 70, "Introduction to data
  717. compression" for the meaning of LZ77, LZ78 or LZW.
  718.  
  719.  
  720. (a) Run length encoding
  721.  
  722. - Tsukiyama has two patents on run length encoding: 4,586,027 and 4,872,009
  723.   granted in 1986 and 1989 respectively. The first one covers run length
  724.   encoding in its most primitive form: a length byte followed by the
  725.   repeated byte. The second patent covers the 'invention' of limiting the
  726.   run length to 16 bytes and thus the encoding of the length on 4 bits.
  727.   Here is the start of claim 1 of patent 4,872,009, just for pleasure:
  728.  
  729.     1. A method of transforming an input data string comprising a plurality
  730.     of data bytes, said plurality including portions of a plurality of
  731.     consecutive data bytes identical to one another, wherein said data
  732.     bytes may be of a plurality of types, each type representing different
  733.     information, said method comprising the steps of: [...]
  734.  
  735. - O'Brien has patented (4,988,998) run length encoding followed by LZ77.
  736.  
  737.  
  738. (b) LZ77
  739.  
  740. - Waterworth patented (4,701,745) the algorithm now known as LZRW1,
  741.   because Ross Williams reinvented it later and posted it on
  742.   comp.compression on April 22, 1991. (See item 5 for the ftp site
  743.   with all LZRW derivatives.) The *same* algorithm has later been
  744.   patented by Gibson & Graybill (see below). The patent office failed
  745.   to recognize that the same algorithm was patented twice, even though
  746.   the wording used in the two patents is very similar.
  747.  
  748.   The Waterworth patent is now owned by Stac Inc, and used as the basis
  749.   of a lawsuit against Microsoft, concerning the compression feature
  750.   of MSDOS 6.0.
  751.  
  752. - Fiala and Greene obtained in 1990 a patent (4,906,991) on all
  753.   implementations of LZ77 using a tree data structure. Claim 1 of the
  754.   patent is much broader than the algorithms published by Fiala and
  755.   Greene in Comm.ACM, April 89. The patent covers the algorithm
  756.   published by Rodeh and Pratt in 1981 (J. of the ACM, vol 28, no 1,
  757.   pp 16-24).  It also covers the algorithm previously patented by
  758.   Eastman-Lempel-Ziv (4,464,650), and the algorithms used in lharc,
  759.   lha and zoo.
  760.  
  761. - Notenboom (from Microsoft) 4,955,066 uses three levels of
  762.   compression, starting with run length encoding.
  763.  
  764. - The Gibson & Graybill patent 5,049,881 covers the LZRW1 algorithm
  765.   previously patented by Waterworth and reinvented by Ross Williams.
  766.   Claims 4 and 12 are very general and could be interpreted as
  767.   applying to any LZ algorithm using hashing (including all variants
  768.   of LZ78):
  769.  
  770.      4. A compression method for compressing a stream of input data into
  771.      a compressed stream of output data based on a minimum number of
  772.      characters in each input data string to be compressed, said
  773.      compression method comprising the creation of a hash table, hashing
  774.      each occurrence of a string of input data and subsequently searching
  775.      for identical strings of input data and if such an identical string
  776.      of input data is located whose string size is at least equal to the
  777.      minimum compression size selected, compressing the second and all
  778.      subsequent occurrences of such identical string of data, if a string
  779.      of data is located which does not match to a previously compressed
  780.      string of data, storing such data as uncompressed data, and for each
  781.      input strings after each hash is used to find a possible previous
  782.      match location of the string, the location of the string is stored
  783.      in the hash table, thereby using the previously processed data to
  784.      act as a compression dictionary.
  785.  
  786.   Claim 12 is identical, with 'method' replaced with 'apparatus'.  Since
  787.   the 'minimal compression size' can be as small as 2, the claim could
  788.   cover any dictionary technique of the LZ family. However the text of the
  789.   patent and the other claims make clear that the patent should cover the
  790.   LZRW1 algorithm only. (In any case the Gibson & Graybill patent is likely
  791.   to be invalid because of the prior art in the Waterworth patent.)
  792.  
  793. - Phil Katz, author of pkzip, also has a patent on LZ77 (5,051,745)
  794.   but the claims only apply to sorted hash tables, and when the hash
  795.   table is substantially smaller than the window size.
  796.  
  797. - IBM patented (5,001,478) the idea of combining a history buffer (the
  798.   LZ77 technique) and a lexicon (as in LZ78).
  799.  
  800. - Stac Inc patented (5,016,009 and 5,126,739) yet another variation of LZ77
  801.   with hashing. The '009 patent is used in the lawsuit against Microsoft
  802.   (see above). Stac also has patents on LZ77 with parallel lookup in
  803.   hardware (4,841,092 and 5,003,307).
  804.  
  805. - Robert Jung, author of 'arj', has been granted patent 5,140,321
  806.   for one variation of LZ77 with hashing.  This patent covers the LZRW3-A
  807.   algorithm, also previously discovered by Ross Williams. LZRW3-A was posted
  808.   on comp.compression on July 15, 1991. The patent was filed two months later
  809.   on Sept 4, 1991. (The US patent system allows this because of the
  810.   'invention date' rule.)
  811.  
  812. - Chambers 5,155,484 is yet another variation of LZ77 with hashing.
  813.   The hash function is just the juxtaposition of two input bytes,
  814.   this is the 'invention' being patented. The hash table is named
  815.   'direct lookup table'.
  816.  
  817.  
  818. (c) LZ78
  819.  
  820. - One form of the original LZ78 algorithm was patented (4,464,650) by
  821.   its authors Lempel, Ziv, Cohn and Eastman.
  822.  
  823. - The LZW algorithm used in 'compress' is patented by IBM (4,814,746)
  824.   and Unisys (4,558,302). It is also used in the V.42bis compression
  825.   standard (see question 11 on V.42bis below) and in Postscript Level 2.
  826.   (Unisys sells the license to modem manufacturers for a onetime
  827.   $25,000 fee.) The IBM patent application was filed three weeks
  828.   before that of Unisys, but the US patent office failed to recognize
  829.   that they covered the same algorithm. (The IBM patent is more
  830.   general, but its claim 7 is exactly LZW.)
  831.  
  832. - AP coding is patented by Storer (4,876,541). (Get the yabba package
  833.   for source code, see question 2 above, file type .Y)
  834.  
  835.  
  836. (d) arithmetic coding
  837.  
  838. - IBM holds many patents on arithmetic coding (4,286,256 4,295,125
  839.   4,463,342 4,467,317 4,633,490 4,652,856 4,891,643 4,905,297 4,935,882).
  840.   It has patented in particular the Q-coder implementation of arithmetic
  841.   coding.  The arithmetic coding option of the JPEG standard requires
  842.   use of the patented algorithm.  No JPEG-compatible method is
  843.   possible without infringing the patent, because what IBM actually
  844.   claims rights to is the underlying probability model (the heart of
  845.   an arithmetic coder). (See the JPEG FAQ for details.)
  846.  
  847.   AT&T has 3 patents on arithmetic coding (4,973,961, 5,023,611, 5,025,258).
  848.  
  849.  
  850. As can be seen from the above list, some of the most popular compression
  851. programs (compress, pkzip, zoo, lha, arj) are now covered by patents.
  852. (This says nothing about the validity of these patents.)
  853.  
  854. Here are some references on data compression patents. A number of them are
  855. taken from the list prep.ai.mit.edu:/pub/lpf/patent-list.
  856.  
  857. 3,914,586
  858. Data compression method and apparatus
  859. filed 10/25/73, granted 10/21/75
  860. General Motors Corporation, Detroit MI
  861. Duane E. McIntosh, Santa Ynez CA
  862. Data compression apparatus is disclosed is operable in either a bit
  863. pair coding mode of a word coding mode depending on the degree of
  864. redundancy of the data to be encoded.
  865.  
  866. 3,976,844
  867. Data communication system for transmitting data in compressed form
  868. filed Apr. 4, 1975, granted Aug. 24, 1976
  869. inventor  Bernard K. Betz, assignee Honeywell Information Systems, Inc.
  870. [encode differences with previous line]
  871.  
  872. 4,021,782
  873. Data compaction system and apparatus
  874. inventor Hoerning
  875. filed 04/30/1975, granted 05/03/1977
  876. [A primitive form of LZ77 with implicit offsets (compare with previous record)]
  877.  
  878. 4,054,951
  879. Data expansion apparatus
  880. inventor R.D. Jackson, assignee IBM
  881. filed Jun. 30, 1976, granted Oct. 18, 1977
  882. [Covers only decompression of data compressed with a variant of LZ77.]
  883.  
  884. 4,087,788
  885. Data compression system
  886. filed 1/14/77, granted 5/2/78
  887. NCR Canada LTD - NCR Canada Ltee, Mississauga CA
  888. Brian J. Johannesson, Waterloo CA
  889. A data compression system is disclosed in which the left hand boundary
  890. of a character is developed in the form of a sequence of Freeman
  891. direction codes, the codes being stored in digital form within a
  892. processor.
  893.  
  894. 4,286,256
  895. Method and means for arithmetic coding using a reduced number of operations.
  896. granted Aug 25, 1981
  897. assignee IBM
  898.  
  899. 4,295,125
  900. A method and means for pipeline decoding of the high to low order pairwise
  901. combined digits of a decodable set of relatively shifted finite number of
  902. strings
  903. granted Oct 13, 1981
  904. assignee IBM
  905.  
  906. 4,412,306
  907. System for minimizing space requirements for storage and transmission of
  908. digital signals
  909. filed May 14, 1981, granted Oct. 25, 1983
  910. inventor  Edward W. Moll
  911.  
  912. 4,463,342
  913. A method and means for carry-over control in a high order to low order
  914. combining of digits of a decodable set of relatively shifted finite number
  915. strings.
  916. granted Jul 31, 1984
  917. assignee IBM
  918.  
  919. 4,491,934
  920. Data compression process
  921. filed May 12, 1982, granted Jan. 1, 1985
  922. inventor  Karl E. Heinz
  923.  
  924. 4,464,650
  925. Apparatus and method for compressing data signals and restoring the
  926. compressed data signals
  927. inventors Lempel, Ziv, Cohn, Eastman
  928. assignees Sperry Corporation and At&T Bell Laboratories
  929. filed 8/10/81, granted 8/7/84
  930. A compressor parses the input data stream into segments where each
  931. segment comprises a prefix and the next symbol in the data stream
  932. following the prefix.
  933.  
  934. 4,467,317
  935. High-speed arithmetic compression using using concurrent value updating.
  936. granted Aug 21, 1984
  937. assignee IBM
  938.  
  939. 4,494,108
  940. Adaptive source modeling for data file compression within bounded memory
  941. filed Jun. 5, 1984, granted Jan. 15, 1985
  942. invntors Glen G. Langdon, Jorma J. Rissanen
  943. assignee IBM
  944. order 1 Markov modeling
  945.  
  946. 4,558,302
  947. High speed data compression and decompression apparatus and method
  948. inventor Welch
  949. assignee Sperry Corporation (now Unisys)
  950. filed 6/20/83, granted 12/10/85
  951. The text for this patent can be ftped from rusmv1.rus.uni-stuttgart.de
  952. (129.69.1.12) in /info/comp.patents/US4558302.Z.
  953.  
  954. 4,560,976
  955. Data compression
  956. filed 6/5/84, granted 12/24/85
  957. Codex Corporation, Mansfield MA
  958. Steven G. Finn, Framingham, MA
  959. A stream of source characters, which occur with varying relative
  960. frequencies, is encoded into a compressed stream of codewords, each
  961. having one, two or three subwords, by ranking the source characters by
  962. their current frequency of appearance, encoding the source characters
  963. having ranks no higher than a first number as one subword codewords,
  964. source characters having ranks higher than the first number but no
  965. higher than a second number as two subword codewords, and the
  966. remaining source characters as three subword codewords.
  967.  
  968. 4,586,027
  969. Method and system for data compression and restoration
  970. inventor Tsukimaya et al.
  971. assignee Hitachi
  972. filed 08/07/84, granted 04/29/86
  973. patents run length encoding
  974.  
  975. 4,597,057
  976. System for compressed storate of 8-bit ascii bytes using coded strings
  977. of 4-bit nibbles.
  978. inventor Snow, assignee System Development corporation.
  979. filed 12/31/1981, granted 06/24/1986.
  980. Compression using static dictionary of common words, prefixes and suffixes.
  981.  
  982. 4,612,532
  983. Data compression apparatus and method
  984. inventor Bacon, assignee Telebyte Corportion
  985. filed Jun. 19, 1984, granted Sep. 16, 1986
  986. [Uses followsets as in the pkzip 0.92 'reduce' algorithm, but the
  987. followsets are dynamically updated. This is in effect a sort of order-1
  988. Markov modeling.]
  989.  
  990. 4,622,545
  991. Method and apparatus for image compression and Manipulation
  992. inventor William D. Atkinson
  993. assignee Apple computer Inc.
  994. filed 9/30/82
  995. granted 11/11/86
  996.  
  997. 4,633,490
  998. Symmetrical adaptive data compression/decompression system.
  999. granted Dec 30, 1985
  1000. assignee IBM
  1001.  
  1002. 4,652,856
  1003. A multiplication-free multi-alphabet arithmetic code.
  1004. granted Feb  4, 1986
  1005. assignee IBM
  1006.  
  1007. 4,667,649
  1008. Data receiving apparatus
  1009. filed 4/18/84, granted 6/30/87
  1010. inventors Kunishi et al.
  1011. assignee Canon Kabushiki Kaisha, Tokyo Japan
  1012. compression of Fax images.
  1013.  
  1014. 4,682,150
  1015. Data compression method and apparatus
  1016. inventors Mathes and Protheroe, 
  1017. assignee NCR Corporation, Dayton OH
  1018. A system and apparatus for compressing redundant and nonredundant
  1019. binary data generated as part of an operation of a time and attendance
  1020. terminal in which the data represents the time an employee is present
  1021. during working hours.
  1022.  
  1023. 4,701,745
  1024. Data compression system
  1025. inventor Waterworth John R
  1026. assignee Ferranti PLC GB, patent rights now acquired by Stac Inc.
  1027. filed 03/03/1986 (03/06/1985 in GB), granted 10/20/1987
  1028. Algorithm now known as LZRW1 (see above)
  1029. I claim:
  1030. 1. A data compression system comprising an input store for receiving
  1031. and storing a plurality of bytes of uncompressed data from an outside
  1032. source, and data processing means for processing successive bytes of
  1033. data from the input store;
  1034. the data processing means including circuit means operable to check
  1035. whether a sequence of successive bytes to be processed identical with
  1036. a sequence of bytes already processed, and including hash generating
  1037. means responsive to the application of a predetermined number of
  1038. bytes in sequence to derive a hash code appropriate to those bytes, a
  1039. temporary store in which the hash code may represent the address of a
  1040. storage location, and a pointer counter operable to store in the
  1041. temporary store at said address a pointer indicative of the position
  1042. in the input store of one of the predetermined number of bytes;
  1043. output means operable to apply to a transfer medium each byte of data
  1044. not forming part of such an identical sequence; and
  1045. encoding means responsive to the identification of such a sequence to
  1046. apply to the transfer medium an identification signal which identifies
  1047. both the location in the input store of the previous occurrence of the
  1048. sequence of bytes and the number of bytes contained in the sequence.
  1049.  
  1050. 4,730,348
  1051. Adaptive data compression system
  1052. inventor MacCrisken, assignee Adaptive Computer Technologies
  1053. filed Sep. 19, 1986, granted Mar. 8, 1988
  1054. [order-1 Markov modeling + Huffman coding + LZ77]
  1055.  
  1056. 4,758,899
  1057. Data compression control device
  1058. inventor Tsukiyama, assignee Hitachi
  1059. filed 11/20/1985, granted 07/19/1988
  1060. Limits compression to ensure that tape drive stays busy.
  1061.  
  1062. 4,809,350
  1063. Data compression system
  1064. filed Jan. 30, 1987, granted Feb. 28, 1989
  1065. inventor Yair Shimoni & Ron Niv
  1066. assignee Elscint Ltd., Haifa, Israel
  1067. [Image compression via variable length encoding of differences with
  1068. predicted data.]
  1069.  
  1070. 4,814,746
  1071. Data compression method
  1072. inventors Victor S. Miller, Mark N. Wegman
  1073. assignee IBM
  1074. filed 8/11/86, granted 3/21/89
  1075. A previous application was filed on 6/1/83, three weeks before the
  1076. application by Welch (4,558,302)
  1077. Communications between a Host Computing System and a number of remote
  1078. terminals is enhanced by a data compression method which modifies the
  1079. data compression method of Lempel and Ziv by addition of new character
  1080. and new string extensions to improve the compression ratio, and
  1081. deletion of a least recently used routine to limit the encoding tables
  1082. to a fixed size to significantly improve data transmission efficiency.
  1083.  
  1084. 4,841,092
  1085. continued in 5,003,307
  1086.  
  1087. 4,853,696
  1088. Code converter for data compression/decompression
  1089. filed 4/13/87, granted 8/1/89
  1090. inventor Amar Mukherjee, Maitland FL
  1091. assignee University of Central Florida, Orlando FL
  1092. Another hardware Huffman encoder:
  1093. A code converter has a network of logic circuits connected in reverse
  1094. binary tree fashion with logic paths between leaf nodes and a common
  1095. root node.
  1096.  
  1097. 4,872,009
  1098. Method and apparatus for data compression and restoration
  1099. inventor Tsukimaya et al.
  1100. assignee Hitachi
  1101. filed 12/07/87, granted 10/03/89
  1102. This patent on run length encoding covers the 'invention' of limiting
  1103. the run length to 16 bytes and thus the encoding of the length on 4 bits.
  1104.  
  1105. 4,876,541
  1106. Stem [sic] for dynamically compressing and decompressing electronic data
  1107. filed 10/15/87, granted 10/24/89
  1108. inventor James A. Storer
  1109. assignee Data Compression Corporation
  1110. A data compression system for encoding and decoding textual data,
  1111. including an encoder for encoding the data and for a decoder for
  1112. decoding the encoded data.
  1113.  
  1114. 4,891,643
  1115. Arithmetic coding data compression/de-compression by selectively
  1116. employed, diverse arithmetic encoders and decoders.
  1117. granted Jan  2, 1990
  1118. assignee IBM
  1119.  
  1120. 4,905,297
  1121. granted Feb 27, 1990
  1122. assignee IBM
  1123. Arithmetic coding encoder and decoder system.
  1124.  
  1125. 4,906,991
  1126. Textual substitution data compression with finite length search window
  1127. filed 4/29/1988, granted 3/6/1990
  1128. inventors Fiala,E.R., and Greene,D.H.
  1129. assignee Xerox Corporation
  1130.  
  1131. 4,935,882
  1132. Probability adaptation for arithmetic coders.
  1133. granted Jun 19, 1990
  1134. assignee IBM
  1135.  
  1136. 4,941,193
  1137. Barnsley, fractal compression.
  1138.  
  1139. 4,943,869
  1140. Compression Method for Dot Image Data
  1141. filed 1988-05-04, granted 1990-07-24
  1142. assignee Fuji Photo Film Co.
  1143. Lossy and lossless image compression schemes.
  1144.  
  1145. 4,955,066
  1146. Compressing and Decompressing Text Files
  1147. filed  10/13/89, granted 09/04/90
  1148. inventor Notenboom, L.A.
  1149. assignee Microsoft
  1150. Now extended as 5,109,433
  1151. [Noted in signon screen of Word 5.5 and on the outside of the MS-DOS 5.0
  1152. Upgrade.]
  1153. A method of compressing a text file in digital form is disclosed.
  1154. A full text file having characters formed into phrases is provided by an
  1155. author.  The characters are digitally represented by bytes.  A first pass
  1156. compression is sequentially followed by a second pass compression of the
  1157. text which has previously been compressed.  A third or fourth level of
  1158. compression is serially performed on the compressed text.  For example, in
  1159. a first pass, the text is run-length compressed.  In a second pass, the
  1160. compressed text is further compressed with key phrase compression.  In a
  1161. third pass, the compressed text is further compressed with Huffman
  1162. compression.  The compressed text is stored in a text file having a Huffman
  1163. decode tree, a key phrase table, and a topic index.  The data is
  1164. decompressed in a single pass and provided one line at a time as an output.
  1165. Sequential compressing of the text minimizes the storage space required for
  1166. the file.  Decompressing of the text is performed in a single pass.  As a
  1167. complete line is decompressed, it is output rapidly, providing full text to
  1168. the user.
  1169.  
  1170. 4,973,961
  1171. Method and apparatus for carry-over control in arithmetic coding.
  1172. granted Nov 27, 1990
  1173. assignee AT&T
  1174.  
  1175. 4,988,998
  1176. Data compression system for successively applying at least two data
  1177. compression methods to an input data stream.
  1178. inventor O'Brien
  1179. assignee Storage Technology Corporation, Louisville, Colorado
  1180. filed Sep 5, 1989, granted Jan 29, 1991.
  1181. Run length encoding followed by LZ77.
  1182.  
  1183. 5,001,478
  1184. Method of Encoding Compressed Data
  1185. filed 12/28/89, granted 03/19/91
  1186. inventor Michael E. Nagy
  1187. assignee IBM
  1188. 1. A method of encoding a compressed data stream made up of a sequence of
  1189. literal references, lexicon references and history references, which
  1190. comprises the steps of:
  1191. assigning to each literal reference a literal identifier;
  1192. assigning to each history reference a history identifier;
  1193. assigning to each lexicon reference a lexicon identifier;
  1194. and emitting a data stream with said identifiers assigned to said references.
  1195. Gordon Irlam <gordoni@cs.adelaide.edu.au> says:
  1196. The invention can probably be best understood by considering the
  1197. decompressor.  It consists of a history buffer, and a lexicon buffer, both
  1198. of which are initially empty.  The history buffer contains the last n
  1199. symbols emitted.  Whenever a history buffer reference is to be output the
  1200. string so referenced is subsequently moved to the lexicon buffer for future
  1201. reference.  Thus the history buffer keeps track of strings that may be
  1202. repeated on a very short term basis, while the lexicon buffer stores items
  1203. for a longer time.  Furthermore a history reference involves specifying
  1204. both the offset and length within the history buffer, whereas a lexicon
  1205. reference simply specifies a number denoting the string.  Both buffers have
  1206. a finite size.
  1207.  
  1208. 5,003,307
  1209. Data compression apparatus with shift register search means
  1210. filed Oct. 6, 1989, granted Mar. 26, 1991
  1211. inventors George Glen A, Ivey Glen E, Whiting Douglas L
  1212. assignee Stac Inc
  1213. continuation of 4,841,092
  1214.  
  1215. 5,016,009
  1216. Data compression apparatus and method
  1217. filed 01/13/1989, granted 05/14/1991
  1218. inventors George Glen A, Ivey Glen E, Whiting Douglas L
  1219. assignee Stac Inc
  1220. LZ77 with offset hash table (extended in 5,126,739)
  1221.  
  1222. 5,023,611
  1223. Entropy encoder/decoder including a context extractor.
  1224. granted Jun 11, 1991
  1225. assignee AT&T
  1226.  
  1227. 5,025,258
  1228. Adaptive probability estimator for entropy encoder/decoder.
  1229. granted Jun 18, 1991
  1230. assignee AT&T
  1231.  
  1232. 5,049,881
  1233. Apparatus and method for very high data rate-compression incorporating
  1234. lossless data compression and expansion utilizing a hashing technique
  1235. inventors Dean K. Gibson, Mark D. Graybill
  1236. assignee Intersecting Concepts, Inc.
  1237. filed 6/18/90, granted 9/17/91
  1238. [covers lzrw1, almost identical with Waterworth 4,701,745]
  1239.  
  1240. 5,051,745
  1241. String searcher, and compressor using same
  1242. filed  8/21/90, granted 9/24/91
  1243. inventor  Phillip W. Katz (author of pkzip)
  1244. In the string search method and apparatus pointers to the string to be
  1245. searched are indexed via a hashing function and organized according to the
  1246. hashing values of the string elements pointed to. The hashing function is
  1247. also run on the string desired to be found, and the resulting hashing value
  1248. is used to access the index. If the resulting hashing value is not in the
  1249. index, it is known that the target string does not appear in the string
  1250. being searched. Otherwise the index is used to determine the pointers which
  1251. correspond to the target hashing value, these pointers pointing to likely
  1252. candidates for matching the target string. The pointers are then used to
  1253. sequentially compare each of the locations in the string being searched to
  1254. the target string, to determine whether each location contains a match to
  1255. the target string.
  1256. In the method and apparatus for compressing a stream of data symbols, a
  1257. fixed length search window, comprising a predetermined contiguous portion
  1258. of the symbol stream, is selected as the string to be searched by the
  1259. string searcher. If a string to be compressed is found in the symbol
  1260. stream, a code is output designating the location within the search window
  1261. of the matching string and the length of the matching string.
  1262.  
  1263. 5,065,447
  1264. Barnsley, fractal compression
  1265.  
  1266. 5,109,433
  1267. Compressing and decompressing text files
  1268. inventor Notenboom
  1269. assignee Microsoft
  1270. extension of 4,955,066
  1271.  
  1272. 5,126,739
  1273. Data Compression Apparatus and Method
  1274. filed Nov. 27, 1990, granted June 30, 1992.
  1275. inventor Whiting et. al
  1276. assignee Stac Inc
  1277. LZ77 with offset hash table (extension of 5,016,009)
  1278.  
  1279. 5,140,321
  1280. Data compression/decompression method and apparatus
  1281. filed 9/4/91, granted 8/18/92
  1282. inventor Robert Jung
  1283. assignee Prime Computer
  1284.  
  1285. 5,155,484
  1286. Fast data compressor with direct lookup table indexing into history buffer
  1287. filed 9/13/1991, granted 10/13/1992
  1288. inventor Chambers, IV, Lloyd L., Menlo Park, California
  1289. assignee Salient Software, Inc., Palo Alto, California (02)
  1290. Uses a 64K hash table indexed by the first two characters of
  1291. the input string. Includes several claims on the LZ77 file format
  1292. (literal or offset,length).
  1293.  
  1294. 5,179,378
  1295. file Jul. 30, 1991, granted Jan. 12, 1993
  1296. inventor Ranganathan
  1297. assignee University of South Florida
  1298. Method and apparatus for the compression and decompression of data
  1299. using Lempel-Ziv based techniques.
  1300. [This covers LZ77 hardware compression with a systolic array of
  1301. processors working in parallel.]
  1302.  
  1303. Japan 2-46275
  1304. Coding system
  1305. granted Feb 26, 1990
  1306. [Patents one form of arithmetic coding.]
  1307.  
  1308. ------------------------------------------------------------------------------
  1309.  
  1310. Subject: [9]  The WEB 16:1 compressor.
  1311.  
  1312.  
  1313. [WARNING: this topic has generated the greatest volume of news in the
  1314. history of comp.compression. Read this before posting on this subject.]
  1315.  
  1316. [WARNING 2: it is quite possible that the story is repeating itself
  1317. with a compressor called MINC by Premier Research Corporation, Ltd.
  1318. They claim a breakthrough in lossless data compression using a recursive
  1319. method, that is, applying the compressor to the compressed output of
  1320. the previous run.]
  1321.  
  1322. [WARNING 3: the OWS program, which also claims incredible compression
  1323. ratios, is a hoax. It just remembers the clusters which contained
  1324. the data. The data can be recovered only if those clusters are not
  1325. used again for another file. Needless to say, never trust such a
  1326. lossy program.]
  1327.  
  1328. (a) What the press says
  1329.  
  1330. April 20, 1992  Byte Week Vol 4. No. 25:
  1331.  
  1332.    "In an announcement that has generated high interest - and more than a
  1333.    bit of skepticism - WEB Technologies (Smyrna, GA) says it has
  1334.    developed a utility that will compress files of greater than 64KB in
  1335.    size to about 1/16th their original length.  Furthermore, WEB says its
  1336.    DataFiles/16 program can shrink files it has already compressed."
  1337.    [...]
  1338.    "A week after our preliminary test, WEB showed us the program successfully
  1339.    compressing a file without losing any data.  But we have not been able
  1340.    to test this latest beta release ourselves."
  1341.    [...]
  1342.    "WEB, in fact, says that virtually any amount of data can be squeezed 
  1343.    to under 1024 bytes by using DataFiles/16 to compress its own output
  1344.    multiple times."
  1345.  
  1346. June 1992 Byte, Vol 17 No 6:
  1347.  
  1348.    [...] According to Earl Bradley, WEB Technologies' vice president of
  1349.    sales and marketing, the compression algorithm used by DataFiles/16
  1350.    is not subject to the laws of information theory. [...]
  1351.  
  1352.  
  1353. (b) First details, by John Wallace <buckeye@spf.trw.com>:
  1354.  
  1355. I called WEB at (404)514-8000 and they sent me some product
  1356. literature as well as chatting for a few minutes with me on the phone.
  1357. Their product is called DataFiles/16, and their claims for it are
  1358. roughly those heard on the net.
  1359.  
  1360. According to their flier:
  1361.  
  1362. "DataFiles/16 will compress all types of binary files to approximately
  1363. one-sixteenth of their original size ... regardless of the type of
  1364. file (word processing document, spreadsheet file, image file,
  1365. executable file, etc.), NO DATA WILL BE LOST by DataFiles/16."
  1366. (Their capitalizations; 16:1 compression only promised for files >64K
  1367. bytes in length.)
  1368.  
  1369. "Performed on a 386/25 machine, the program can complete a
  1370. compression/decompression cycle on one megabyte of data in less than
  1371. thirty seconds"
  1372.  
  1373. "The compressed output file created by DataFiles/16 can be used as the 
  1374. input file to subsequent executions of the program.  This feature of 
  1375. the utility is known as recursive or iterative compression, and will 
  1376. enable you to compress your data files to a tiny fraction of the 
  1377. original size.  In fact, virtually any amount of computer data can 
  1378. be compressed to under 1024 bytes using DataFiles/16 to compress its 
  1379. own output files muliple times.  Then, by repeating in reverse the 
  1380. steps taken to perform the recusive compression, all original data 
  1381. can be decompressed to its original form without the loss of a single 
  1382. bit."
  1383.  
  1384. Their flier also claims: 
  1385.  
  1386. "Constant levels of compression across ALL TYPES of FILES"
  1387. "Convenient, single floppy DATA TRANSPORTATION"
  1388.  
  1389. From my telephone conversation, I was was assured that this is an
  1390. actual compression program.  Decompression is done by using only the 
  1391. data in the compressed file; there are no hidden or extra files.
  1392.  
  1393.  
  1394. (c) More information, by Rafael Ramirez <rafael.ramirez@channel1.com>:
  1395.  
  1396.    Today (Tuesday, 28th) I got a call from Earl Bradley of Web
  1397. who now says that they have put off releasing a software version of
  1398. the algorithm because they are close to signing a major contract with
  1399. a big company to put the algorithm in silicon.  He said he could not
  1400. name the company due to non-disclosure agreements, but that they had
  1401. run extensive independent tests of their own and verified that the
  1402. algorithm works. [...]
  1403.  
  1404. He said the algorithm is so simple that he doesn't want anybody
  1405. getting their hands on it and copying it even though he said they
  1406. have filed a patent on it. [...] Mr. Bradley said the silicon version
  1407. would hold up much better to patent enforcement and be harder to copy.
  1408.  
  1409.    He claimed that the algorithm takes up about 4K of code, uses only
  1410. integer math, and the current software implementation only uses a 65K
  1411. buffer.  He said the silicon version would likely use a parallel
  1412. version and work in real-time. [...]
  1413.  
  1414.  
  1415. (d) The impossiblity proofs.
  1416.  
  1417. It is impossible for a given program to compress without loss *all*
  1418. files greater than a certain size by at least one bit. This can be
  1419. proven by a simple counting argument. (Many other proofs have been
  1420. posted on comp.compression, *please* do not post yet another one.)
  1421.  
  1422. Assume that the program can compress without loss all files of size >= N
  1423. bits.  Compress with this program all the 2^N files which have
  1424. exactly N bits.  All compressed files have at most N-1 bits, so there
  1425. are at most (2^N)-1 different compressed files [2^(N-1) files of size
  1426. N-1, 2^(N-2) of size N-2, and so on, down to 1 file of size 0]. So at
  1427. least two different input files must compress to the same output file.
  1428. Hence the compression program cannot be lossless. (Stronger results
  1429. about the number of incompressible files can be obtained, but the
  1430. proofs are a little more complex.)
  1431.  
  1432. This argument applies of course to WEB's case (take N = 64K*8 bits).
  1433. Note that no assumption is made about the compression algorithm.
  1434. The proof applies to *any* algorithm, including those using an
  1435. external dictionary, or repeated application of another algorithm,
  1436. or combination of different algorithms, or representation of the
  1437. data as formulas, etc... All schemes are subject to the counting argument.
  1438. There is no need to use information theory to provide a proof, just
  1439. basic mathematics.
  1440.  
  1441. This assumes of course that the information available to the decompressor
  1442. is only the bit sequence of the compressed data. If external information
  1443. such as a file name or a number of iterations is necessary to decompress
  1444. the data, the bits providing the extra information must be included in
  1445. the bit count of the compressed data. (Otherwise, it would be sufficient
  1446. to consider any input data as a number, use this as the iteration
  1447. count or file name, and pretend that the compressed size is zero.)
  1448. For an example of storing information in the file name, see the program
  1449. lmfjyh in the 1993 International Obfuscated C Code Contest, available
  1450. on all comp.sources.misc archives (Volume 39, Issue 104).
  1451.  
  1452. [See also question 73 "What is the theoretical compression limit?" in
  1453. part 2 of this FAQ.]
  1454.  
  1455.  
  1456. (e) No software version
  1457.  
  1458. Appeared on BIX, reposted by Bruce Hoult <Bruce.Hoult@actrix.gen.nz>:
  1459.  
  1460. tojerry/chaos #673, from abailey, 562 chars, Tue Jun 16 20:40:34 1992
  1461. Comment(s). 
  1462. ----------
  1463. TITLE: WEB Technology
  1464. I promised everyone a report when I finally got the poop on WEB's
  1465. 16:1 data compression. After talking back and forth for a year
  1466. and being put off for the past month by un-returned phone calls,
  1467. I finally got hold of Marc Spindler who is their sales manager.
  1468.  
  1469. _No_ software product is forth coming, period!
  1470.  
  1471. He began talking about hardware they are designing for delivery
  1472. at the end of the year. [...]
  1473.  
  1474.  
  1475. (f) Product cancelled
  1476.  
  1477. Posted by John Toebes <toebes@bnr.ca> on Aug 10th, 1992:
  1478.  
  1479. [Long story omitted, confirming the reports made above about the
  1480. original WEB claims.]
  1481.  
  1482. 10JUL92 - Called to Check Status.  Was told that testing had uncovered a
  1483.           new problem where 'four numbers in a matrix were the same
  1484.           value' and that the programmers were off attempting to code a
  1485.           preprocessor to eliminate this rare case.  I indicated that he
  1486.           had told me this story before.  He told me that the
  1487.           programmers were still working on the problem.
  1488.  
  1489. 31JUL92 - Final Call to Check Status.  Called Earl in the morning and
  1490.           was told that he still had not heard from the programmers. [...]
  1491.           Stated that if they could not resolve the problem then there would
  1492.           probably not be a product.
  1493.  
  1494. 03AUG92 - Final Call.  Earl claims that the programmers are unable to
  1495.           resolve the problem.  I asked if this meant that there would
  1496.           not be a product as a result and he said yes.
  1497.  
  1498.  
  1499. (g) Conclusion
  1500.  
  1501. The last report given above should put an end to the WEB story.
  1502.  
  1503. [Note from the FAQ maintainer: I intended to remove this story from
  1504. the FAQ, but the recent announcement of the MINC compressor has some
  1505. similarities with the WEB story so it is useful to keep it a little
  1506. longer.]
  1507.  
  1508. ------------------------------------------------------------------------------
  1509.  
  1510. Subject: [11] What is the V.42bis standard?
  1511.  
  1512.  
  1513. A description of the V.42bis standard is given in "The V.42bis
  1514. standard for data-compressing modems," by Clark Thomborson
  1515. <cthombor@theory.lcs.mit.edu>, IEEE Micro, Oct 1992, pp. 41-53. 
  1516.  
  1517. Short introduction, by Alejo Hausner <hausner@qucis.queensu.ca>:
  1518.  
  1519. The V.42bis Compression Standard was proposed by the International
  1520. Consultative Committee on Telephony and Telegraphy (CCITT) as an
  1521. addition to the v.42 error-correction protocol for modems. Its purpose
  1522. is to increase data throughput, and uses a variant of the
  1523. Lempel-Ziv-Welch (LZW) compression method.  It is meant to be
  1524. implemented in the modem hardware, but can also be built into the
  1525. software that interfaces to an ordinary non-compressing modem.
  1526.  
  1527. V.42bis can send data compressed or not, depending on the
  1528. data.  There are some types of data that cannot be
  1529. compressed.  For example, if a file was compressed first,
  1530. and then sent through a V.42bis modem, the modem would not
  1531. likely reduce the number of bits sent.  Indeed it is likely
  1532. that the amount of data would increase somewhat.
  1533.  
  1534. To avoid this problem, the algorithm constantly monitors the
  1535. compressibility of the data, and if it finds fewer bits
  1536. would be necessary to send it uncompressed, it switches to
  1537. transparent mode.  The sender informs the receiver of this
  1538. transition through a reserved escape code.  Henceforth the
  1539. data is passed as plain bytes.
  1540.  
  1541. The choice of escape code is clever.  Initially, it is a
  1542. zero byte.  Any occurrence of the escape code is replaced,
  1543. as is customary, by two escape codes.  In order to prevent a
  1544. string of escape codes from temporarily cutting throughput
  1545. in half, the escape code is redefined by adding 51 mod 256
  1546. each time it is used.
  1547.  
  1548. While transmitting in transparent mode, the sender maintains
  1549. the LZW trees of strings, and expects the receiver to do
  1550. likewise.  If it finds an advantage in returning to
  1551. compressed mode, it will do so, first informing the receiver
  1552. by a special control code.  Thus the method allows the
  1553. hardware to adapt to the compressibility of the data.
  1554.  
  1555.  
  1556. The CCITT standards documents used to be available by ftp on
  1557. ftp.uu.net in /doc/standards/ccitt, but this service has been
  1558. discontinued. If you ftp to digital.resource.org, in directory pub/standards
  1559. there is a file that says that making the standards available in the
  1560. first place was just an experiment.
  1561.  
  1562. The documents are now on src.doc.ic.ac.uk, in directory
  1563. /computing/ccitt/standards/ccitt (they used to be in directory
  1564. doc/ccitt-standards/ccitt, so look around if you don't find them).
  1565. The v42bis standard is in /computing/ccitt/standards/ccitt/1992/v/v42bis.asc.Z.
  1566.  
  1567. A mail server for CCITT documents is available at teledoc@itu.arcom.ch.
  1568. For more information, contact Robert Shaw <shaw@itu.arcom.ch> or
  1569. Antoinette Bautista <bautista@itu.arcom.ch>. Warning by John Levine
  1570. <johnl@iecc.cambridge.ma.us>:
  1571.  
  1572.   This teledoc thing is much less than meets the eye.  What it
  1573.   actually has is one-page abstracts of some but not all CCITT
  1574.   recommendations, along with junk like lists of the national
  1575.   representatives to CCITT.  If you want the actual text of a
  1576.   recommendation, you have to send large amounts of money to
  1577.   Switzerland, same as ever. However, a closer reading of the Teledoc
  1578.   announcement shows that they say they're planning to make the actual
  1579.   text of some CCITT recommendations available on-line sometime in 1993.
  1580.  
  1581.  
  1582. See also the Standards FAQ posted to news.answers or get it by ftp in
  1583. rtfm.mit.edu:/pub/usenet/news.answers/standards-faq.
  1584.  
  1585. ------------------------------------------------------------------------------
  1586.  
  1587. Subject: [12] I need source for the winners of the Dr Dobbs compression contest
  1588.  
  1589.  
  1590. The source of the top 6 programs of the Feb 91 Dr Dobbs data compression
  1591. contest are available by ftp on
  1592.   wsmr-simtel20.army.mil in pd1:<msdos.compress>ddjcompr.zip. [192.88.110.2]
  1593.   garbo.uwasa.fi:/pc/source/ddjcompr.zip [128.214.87.1]
  1594.  
  1595. The sources are in MSDOS end-of-line format, one directory per
  1596. program.  Unix or VMS users, use "unzip -a ddjcompr" to get correct
  1597. end-of-lines (add -d to recreate the directory structure if you are
  1598. using an obsolete version of unzip such as 4.1). Three of the 6
  1599. programs are not portable and only run on MSDOS. compact and urban
  1600. work on Unix, sixpack only requires minor modifications.
  1601.  
  1602. ------------------------------------------------------------------------------
  1603.  
  1604. Subject: [13] I need source for arithmetic coding
  1605.  
  1606.  
  1607. (See question 70 for an introduction to arithmetic coding.)
  1608.  
  1609. The source for the arithmetic coder described in Chap.5 of Bell,
  1610. Cleary, and Witten's book "Text Compression" (see question 7 above)
  1611. (or, equivalently, in: Witten, Neal, and Cleary's article "Arithmetic
  1612. Coding for data Compression" from Communications of the Association
  1613. for Computing Machinery, 30 (6), pp.520-540, June, 1987) is available
  1614. via anonymous ftp from ftp.cpsc.ucalgary.ca (136.159.7.18) in directory
  1615. /pub/arithmetic.coding.  It only comes with a simple order-0 model but
  1616. it's set up so that adding your own more sophisticated one is
  1617. straightforward.
  1618.  
  1619. A low precision arithmetic coding implementation avoiding hardware
  1620. division is available on the same site (ftp.cpsc.ucalgary.ca)
  1621. in /pub/arithmetic.coding/low.precision.version/low.precision.version.shar.
  1622.  
  1623. Kris Popat <popat@image.mit.edu> has worked on "Scalar Quantization
  1624. with Arithmetic Coding."  It describes an arithmetic coding technique
  1625. which is quite general and computationally inexpensive.  The
  1626. documentation and example C code are available via anonymous ftp from
  1627. media-lab.media.mit.edu (18.85.0.2), in /pub/k-arith-code.
  1628.  
  1629. The program 'urban' in ddjcompr.zip (see item 12 above) is a high order
  1630. arithmetic coder working at the bit level. It is written by Urban Koistinen
  1631. <md85-epi@nada.kth.se>.
  1632.  
  1633. ------------------------------------------------------------------------------
  1634.  
  1635. Subject: [15] Where can I get image compression programs?
  1636.  
  1637.  
  1638. JPEG:
  1639.     Source code for most any machine:
  1640.     ftp.uu.net:/graphics/jpeg/jpegsrc.v4.tar.Z [137.39.1.9]
  1641.     nic.funet.fi:/pub/graphics/packages/jpeg/jpegsrc.v4.tar.Z [128.214.6.100]
  1642.     Contact: jpeg-info@uunet.uu.net (Independent JPEG Group)
  1643.  
  1644.     havefun.stanford.edu:pub/jpeg/JPEGv1.2.beta.tar.Z (supports lossless mode)
  1645.     Contact: Andy Hung <achung@cs.stanford.edu> (see item 20 below)
  1646.  
  1647.     xv, an image viewer which can read JPEG pictures, is available in
  1648.     export.lcs.mit.edu: contrib/xv-2.21.tar.Z [18.24.0.12]
  1649.  
  1650. MPEG:
  1651.     havefun.stanford.edu:/pub/mpeg/MPEGv1.2.alpha.tar.Z
  1652.     Contact: Andy Hung <achung@cs.stanford.edu> (see item 20 below)
  1653.  
  1654.     toe.cs.berkeley.edu:/pub/multimedia/mpeg/mpeg_play-2.0.tar.Z
  1655.     toe.cs.berkeley.edu:/pub/multimedia/mpeg/mpeg_encode-1.0.tar.Z.
  1656.     Contact: mpeg-bugs@cs.berkeley.edu
  1657.  
  1658.     nvr.com:/pub/NVR-software/Product-1.0.4.tar.Z   (192.82.231.50)
  1659.     (free demo copy of NVR's software toolkit for SPARCstations)
  1660.     Contact: Todd Brunhoff <toddb@nvr.com>
  1661.  
  1662. H.261(P*64):
  1663.     havefun.stanford.edu:pub/p64/P64v1.2.alpha.tar.Z
  1664.     Contact: Andy Hung <achung@cs.stanford.edu> (see item 20 below)
  1665.  
  1666.     ftp.inria.fr:/INRIA/ivs-2.1.tar.Z (Inria videoconference system)
  1667.  
  1668.     avahi.inria.fr:/pub/h261/h261.tar.Z (see item 20)
  1669.  
  1670. epic: (pyramid wavelet coder, see item 72)
  1671.     whitechapel.media.mit.edu:/pub/epic.tar.Z [18.85.0.125]
  1672.     Contact: Eero P. Simoncelli <eero@media.mit.edu>
  1673.     The "Lenna" test image is available as part of the EPIC package,
  1674.     where it is named "test_image".
  1675.  
  1676. hcompress: (wavelet impage compression, see item 72)
  1677.     stsci.edu:/software/hcompress/hcompress.tar.Z
  1678.  
  1679. wavethresh: (wavelet software for the language S)
  1680.     gdr.bath.ac.uk:/pub/masgpn/wavethresh2.2.Z
  1681.     Contact: gpn@maths.bath.ac.uk
  1682.  
  1683. compfits:
  1684.     uwila.cfht.hawaii.edu:/pub/compfits/compfits.tar.Z  [128.171.80.50]
  1685.     Contact: Jim Wright <jwright@cfht.hawaii.edu>
  1686.  
  1687. fitspress:
  1688.     cfata4.harvard.edu:/pub/fitspress08.tar.Z [128.103.40.79]
  1689.  
  1690. tiff:
  1691.     For source and sample images, see question 18 below.
  1692.  
  1693.  
  1694. For image compression hardware, see item 85 in part 3 of this FAQ.
  1695.  
  1696. ------------------------------------------------------------------------------
  1697.  
  1698. Subject: [16] What is the state of the art in lossless image compression?
  1699.  
  1700.  
  1701. The current state-of-the-art is the JBIG algorithm.  For an
  1702. introduction to JBIG, see question 74 in part 2.
  1703.  
  1704. JBIG works best on bi-level images (like faxes) and also works well on
  1705. Gray-coded grey scale images up to about six or so bits per pixel.  You
  1706. just apply JBIG to the bit planes individually.  For more bits/pixel,
  1707. lossless JPEG provides better performance, sometimes. (For JPEG, see
  1708. question 19 below.)
  1709.  
  1710. You can find a description of JBIG in ISO/IEC CD 11544, contained in
  1711. document ISO/IEC JTC1/SC2/N2285.  The only way to get it is to ask
  1712. your National Standards Body for a copy. In the USA, call ANSI at
  1713. (212) 642-4900.
  1714.  
  1715. ------------------------------------------------------------------------------
  1716.  
  1717. Subject: [17] What is the state of fractal compression?
  1718.  
  1719.  
  1720. from Tal Kubo <kubo@zariski.harvard.edu>:
  1721.  
  1722. According to Barnsley's book 'Fractals Everywhere', this method is
  1723. based on a measure of deviation between a given image and its
  1724. approximation by an IFS code.  The Collage Theorem states that there is
  1725. a convergent process to minimize this deviation.  Unfortunately,
  1726. according to an article Barnsley wrote for BYTE a few years ago, this
  1727. convergence was rather slow, about 100 hours on a Cray, unless assisted by
  1728. a person.
  1729.  
  1730. Barnsley et al are not divulging any technical information beyond the
  1731. meager bit in 'Fractals Everywhere'.  The book explains the idea of IFS
  1732. codes at length, but is vague about the application of the Collage theorem
  1733. to specific compression problems.
  1734.  
  1735. There is reason to believe that Barnsley's company has
  1736. *no algorithm* which takes a given reasonable image and achieves
  1737. the compression ratios initially claimed for their fractal methods.
  1738. The 1000-to-1 compression advertised was achieved only for a 'rigged'
  1739. class of images, with human assistance. The best unaided
  1740. performance I've heard of is good lossy compression of about 80-1.
  1741.  
  1742. Steve Tate <srt@duke.cs.duke.edu> confirms:
  1743.  
  1744. Compression ratios (unzoomed) seem to range from 20:1 to 60:1...  The
  1745. quality is considerably worse than wavelets or JPEG on most of the
  1746. non-contrived images I have seen.
  1747.  
  1748. But Yuval Fisher <fisher@inls1.ucsd.edu> disagrees:
  1749.  
  1750. Their performance has improved dramatically beyond what they were
  1751. talking about in BYTE a few years ago.  Human assistance to the
  1752. compression is no longer needed and the compression time is
  1753. reasonable, although the more time and compute power you throw at the
  1754. compression, the smaller the resulting file for the same level of
  1755. quality.
  1756.  
  1757. Geoffrey A Stephenson <ketlux@ketlux.demon.co.uk> adds:
  1758.  
  1759. Iterated systems are shipping a general purpose compressor at about
  1760. 300 Pounds in the UK that claims "640x480 24 bit colour compression of
  1761. about 1 min at 922k -> 10k on a 486/50 software only, decomp. to 8
  1762. bits in 3 secs, etc." At a recent multimedia conference in London they
  1763. handed out free demo disks that show the decomp. in action. The
  1764. package runs under both DOS anf WIN (DLLs provided for use in
  1765. applications). They also sell a board to speed up compression and
  1766. offer versions supporting full motion video (but not apparently at all
  1767. SVGA sizes like the static picture version). I have not yet got my
  1768. hands on a full version to test different types of pictures, but
  1769. friends have a and claim it looks good.
  1770.  
  1771.  
  1772. Thomas W. Colthurst <thomasc@athena.mit.edu> clarifies the distinction
  1773. between IFS and the Fractal Transform:
  1774.  
  1775. It is time, once and for all, to put to death the Barnsley myth that
  1776. IFSs are good for image compression.  They are not.  Various algorithms
  1777. have been proposed for this "inverse problem" ranging from the trendy
  1778. (genetic algorithms) to the deep (moment methods) to the ad hoc (the
  1779. hungry algorithm) to the absurd (the so-called "graduate student
  1780. algorithm", consisting of locking up a grad student in a tiny office
  1781. with a SGI workstation and not letting them out until they come up
  1782. with a good IFS for your image).  They are all useless for practical
  1783. image compression.
  1784.  
  1785. In fact, there are even good theoretical reasons for believing that
  1786. IFSs will never be useful for image compression.  For example, even
  1787. if you have an IFS for object A and an IFS for object B, there is no
  1788. way to combine these IFSs to get an IFS for object A union B or
  1789. object A intersect B.
  1790.  
  1791. Even Barnsley himself admits, in his latest book, that he doesn't use
  1792. IFS image compression.  Instead, he uses the so-called "fractal
  1793. transform," which is really just a variant of vector quantization
  1794. where you use the image itself, sampled at a higher scale, as the
  1795. VQ codebook.  To be fair, the fractal transform can be analyzed using
  1796. local IFSs, but local IFSs are immensely more complicated and general
  1797. than normal IFSs, to the point where one feels suspect even using the
  1798. word "IFS" to describe them.
  1799.  
  1800. It should be emphasized that the fractal transform is a real, working
  1801. method that performs about as well as other existing methods like VQ
  1802. or the discrete cosine transform. The fractal transform will probably
  1803. never beat vector quantization (VQ) as for size of the compressed
  1804. image, but does have the advantage that you don't need to carry your
  1805. codebook around.  The latest results have it slightly winning over
  1806. the discrete cosine transform; only time and more research will tell
  1807. if this advantage persists.  Just like VQ, the fractal transform
  1808. takes a while to compress, but is quick at decompression (Barnsley's
  1809. company has hardware to do this in realtime).
  1810.  
  1811. In short, IFSs are good for just about everything fractals are (and
  1812. more!), but are absolutely horrid for image compression.
  1813.  
  1814.  
  1815. Programs:
  1816.  
  1817. A fractal image compression program is available by ftp in
  1818. lyapunov.ucsd.edu:/pub/young-fractal/unifs10.zip. (Unix users, See
  1819. item 2 above for unzip on Unix.) Note the file size before you ftp it:
  1820. 1.2 MB. The package contains source for compression and decompression,
  1821. source for X-windows decompression, MSDOS executables and images.
  1822. A newer version of the program is in yuvpak20.zip.
  1823.  
  1824. A fractal image decompression program (note: decompression only) is
  1825. available in /pub/inls-ucsd/fractal-2.0.tar on on the same ftp site
  1826. (lyapunov.ucsd.edu). Note the file size before you ftp it: 1.3 MB.
  1827. This file also contains a paper by Yuval Fisher (see reference below),
  1828. and some executables and sample images. Reading this paper is required
  1829. to understand how the Young compression programs (see above) works.
  1830.  
  1831. The source code for the program published in the Oct 93 issue of
  1832. Byte is in ftp.uu.net /published/byte/93oct/fractal.exe. This is
  1833. self-extractible zip file (use "unzip fractal.exe" to extract on
  1834. non MSDOS systems). The source code is for a TARGA video board.
  1835.  
  1836.  
  1837. References:
  1838.   A. Jacquin, 'Fractal image coding based on a theory of iterated
  1839.     contractive image transformations', Visual Comm. and Image
  1840.     Processing, vol SPIE-1360, 1990. (The best paper that explains
  1841.     the concept in a simple way.)
  1842.  
  1843.   A. Jacquin, "A Fractal Theory of Iterated Markov Operators with
  1844.     Applications to Digital Image Coding", PhD Thesis, Georgia Tech, 1989.
  1845.   It can be obtained from university microfilms for $35, phone 1-800-521-0600.
  1846.  
  1847.   M. Barnsley, L. Anson, "Graphics Compression Technology, SunWorld,
  1848.     October 1991, pp. 42-52.
  1849.   M.F. Barnsley, A. Jacquin, F. Malassenet, L. Reuter & A.D. Sloan,
  1850.     'Harnessing chaos for image synthesis', Computer Graphics,
  1851.     vol 22 no 4 pp 131-140, 1988.
  1852.   M.F. Barnsley, A.E. Jacquin, 'Application of recurrent iterated
  1853.     function systems to images', Visual Comm. and Image Processing,
  1854.     vol SPIE-1001, 1988.
  1855.   A. Jacquin, "Image Coding Based on a Fractal Theory of Iterated Contractive
  1856.     Image Transformations" p.18, January 1992 (Vol 1 Issue 1) of IEEE Trans
  1857.     on Image Processing.
  1858.   A.E. Jacquin, 'A novel fractal block-coding technique for digital
  1859.     images', Proc. ICASSP 1990.
  1860.   G.E. Oien, S. Lepsoy & T.A. Ramstad, 'An inner product space
  1861.     approach to image coding by contractive transformations',
  1862.     Proc. ICASSP 1991, pp 2773-2776.
  1863.   D.S. Mazel, Fractal Modeling of Time-Series Data, PhD Thesis,
  1864.     Georgia Tech, 1991.    (One dimensional, not pictures)
  1865.   S. A. Hollatz, "Digital image compression with two-dimensional affine
  1866.     fractal interpolation functions", Department of Mathematics and
  1867.     Statistics, University of Minnesota-Duluth, Technical Report 91-2.
  1868.     (a nuts-and-bolts how-to-do-it paper on the technique)
  1869.   Stark, J., "Iterated function systems as neural networks",
  1870.     Neural Networks, Vol 4, pp 679-690, Pergamon Press, 1991.
  1871.   Monro D M and Dudbridge F, "Fractal block coding of images",
  1872.     Electronics Letters 28(11):1053-1054 (1992)
  1873.   Beaumont J M, "Image data compression using fractal techniques",
  1874.     British Telecom Technological Journal 9(4):93-108 (1991)
  1875.   Fisher Y, "Fractal image compression", Siggraph 92
  1876.   Graf S, "Barnsley's Scheme for the Fractal Encoding of Images",
  1877.     Journal Of Complexity, V8, 72-78 (1992).
  1878.   Monro D.M. 'A hybrid fractal transform', Proc ICASSP 93, pp. V: 169-72
  1879.   Monro D.M. & Dudbridge F. 'Fractal approximation of image blocks',
  1880.     Proc ICASSP 92, pp. III: 485-488
  1881.   Monro D.M., Wilson D., Nicholls J.A. 'High speed image coding with the Bath
  1882.     Fractal Transform', IEEE International Symposium on Multimedia Technologies
  1883.     Southampton, April 1993
  1884.   Jacobs, E.W., Y. Fisher and R.D. Boss.  "Image Compression:  A study
  1885.     of the Iterated Transform Method."  _Signal Processing 29_  (1992) 25-263
  1886.   Vrscay, Edward R.  "Iterated Function Systems:  Theory, Applications,
  1887.     and the Inverse Problem."  _Fractal Geometry and Analysis_,
  1888.     J. Belair and S. Dubuc (eds.)  Kluwer Academic, 1991.  405-468.
  1889.  
  1890. Books:
  1891.     The Fractal Transform,
  1892.     Michael F. Barnsley and Louisa F. Anson
  1893.     ISBN 0-86720-218-1, ca. 250 pp, $49.95
  1894.  
  1895.     Fractal Image Compression
  1896.     Michael F. Barnsley and Lyman P. Hurd
  1897.     ISBN 0-86720-457-5, ca. 250 pp., $49.95
  1898.     Copies can be ordered directly from the publisher by sending a message
  1899.     to kpeters@math.harvard.edu with name, address and a Mastercard or
  1900.     Visa card number with expiration date.
  1901.  
  1902. Barnsley's company is:
  1903.  
  1904. Iterated Systems, Inc.
  1905. 5550A Peachtree Parkway, Suite 650
  1906. Norcross, GA  30092
  1907. tel: 404-840-0310 or 1-800-4FRACTL
  1908. fax: 404-840-0806
  1909.  
  1910. ------------------------------------------------------------------------------
  1911.  
  1912. Subject: [18] I need specs and source for TIFF and CCITT group 4 Fax
  1913.  
  1914.  
  1915. Specs for Group 3 and 4 image coding (group 3 is very similar to group 4)
  1916. are in CCITT (1988) volume VII fascicle VII.3. They are recommendations
  1917. T.4 and T.6 respectively. There is also an updated spec contained in 1992
  1918. recommendations T.1 to T.6.
  1919.  
  1920. CCITT specs are available by anonymous ftp (see above answer on
  1921. V.42bis).  The T.4 and T.6 specs are in the directory
  1922. /computing/ccitt/standards/ccitt/1988/ascii, files 7_3_01.txt.Z and
  1923. 7_3_02.txt.Z respectively.
  1924.  
  1925. The following paper covers T.4, T.6 and JBIG:
  1926.  
  1927.   "Review of standards for electronic imaging for facsimile systems"
  1928.   in Journal of Electronic Imaging, Vol. 1, No. 1, pp. 5-21, January 1992.
  1929.  
  1930.  
  1931. Source code can be obtained as part of a TIFF toolkit - TIFF image
  1932. compression techniques for binary images include CCITT T.4 and T.6:
  1933.  
  1934.     sgi.com:/graphics/tiff/v3.2.tar.Z    [192.48.153.1]
  1935.     Contact: sam@sgi.com
  1936.  
  1937. There is also a companion compressed tar file (v3.0pics.tar.Z) that
  1938. has sample TIFF image files. A draft of TIFF 6.0 is in TIFF6.ps.Z.
  1939. Concerning JPEG compression in TIFF 6.0, Tom Lane <tgl+@cs.cmu.edu> adds:
  1940.  
  1941.   The TIFF document won't do you much good unless you also have the official
  1942.   JPEG standard. You can buy it from ANSI or your national ISO member
  1943.   organization (DIN over there, I suppose). [See also the book by Pennebaker
  1944.   and Mitchell referenced in item 75 of this FAQ.]
  1945.  
  1946.   Worse, the TIFF 6.0 spec has a number of serious problems in its JPEG
  1947.   features.  A clarification note will probably be needed to ensure that TIFF
  1948.   JPEG files are compatible across different implementations.  I can't in good
  1949.   faith recommend that anyone use TIFF-JPEG until these problems are resolved.
  1950.  
  1951.  
  1952. Software for reading and writing CCITT Group 3 and 4 images is
  1953. also available in directory merry.cs.monash.edu.au:/pub/alanf/TIFF_FAX
  1954. (130.194.67.101). Contact: Alan Finlay <alanf@bruce.cs.monash.edu.au>.
  1955.  
  1956.  
  1957. See also question 54 below.
  1958.  
  1959. ------------------------------------------------------------------------------
  1960.  
  1961. Subject: [19] What is JPEG?
  1962.  
  1963.  
  1964. JPEG (pronounced "jay-peg") is a standardized image compression mechanism.
  1965. JPEG stands for Joint Photographic Experts Group, the original name of the
  1966. committee that wrote the standard.  JPEG is designed for compressing either
  1967. full-color or gray-scale digital images of "natural", real-world scenes.
  1968. It does not work so well on non-realistic images, such as cartoons or line
  1969. drawings.
  1970.  
  1971. JPEG does not handle black-and-white (1-bit-per-pixel) images, nor does it
  1972. handle motion picture compression.  Standards for compressing those types
  1973. of images are being worked on by other committees, named JBIG and MPEG
  1974. respectively.
  1975.  
  1976. Regular JPEG is "lossy", meaning that the image you get out of decompression
  1977. isn't quite identical to what you originally put in.  The algorithm achieves
  1978. much of its compression by exploiting known limitations of the human eye,
  1979. notably the fact that small color details aren't perceived as well as small
  1980. details of light-and-dark.  Thus, JPEG is intended for compressing images that
  1981. will be looked at by humans.  If you plan to machine-analyze your images, the
  1982. small errors introduced by JPEG may be a problem for you, even if they are
  1983. invisible to the eye.  The JPEG standard includes a separate lossless mode,
  1984. but it is not widely used and does not give nearly as much compression as the
  1985. lossy mode.
  1986.  
  1987. Question 75 "Introduction to JPEG" (in part 2 of this FAQ) gives an overview
  1988. of how JPEG works and provides references for further reading.  Also see the
  1989. JPEG FAQ article, which covers JPEG software and usage hints.  The JPEG FAQ is
  1990. posted regularly in news.answers by Tom Lane <tgl+@cs.cmu.edu>.  (See question
  1991. 53 "Where are FAQ lists archived" if this posting has expired at your site.)
  1992.  
  1993. For JPEG software, see item 15 above.
  1994. For JPEG hardware, see item 85 in part 3 of this FAQ.
  1995.  
  1996. ------------------------------------------------------------------------------
  1997.  
  1998. Subject: [20] I am looking for source of an H.261 codec and MPEG
  1999.  
  2000.  
  2001. The H.261 spec is available on src.doc.ic.ac.uk in
  2002. /computing/ccitt/standards/ccitt/1992/h/h261.doc.Z (or h261.rtf.Z).
  2003.  
  2004.  
  2005. For H.261 hardware, see item 85 in part 3 of this FAQ.
  2006.  
  2007. from Thierry TURLETTI <turletti@sophia.inria.fr>:
  2008.  
  2009. We have implemented a software version of H.261 codec. 
  2010. It runs on top of UNIX and X-Windows. The coder uses the simple video capture
  2011. board "VideoPix" provided by SUN for the SparcStation. The output is directed
  2012. towards a standard TCP connection, instead of the leased lines or switched 
  2013. circuits for which regular H.261 codecs are designed. This enable us to test
  2014. video conferences over regular internet connections.
  2015. We have to polish it a bit, but the first release is now available by anonymous
  2016. ftp from avahi.inria.fr, in "/pub/h261/h261.tar.Z".
  2017.  
  2018.  
  2019. from Andy Hung <achung@cs.stanford.edu>:
  2020.  
  2021. Public domain UNIX C source code to do both image and image sequence
  2022. compression and decompression is available by anonymous ftp:
  2023.  
  2024. MPEG-I            havefun.stanford.edu:pub/mpeg/MPEGv1.2.alpha.tar.Z
  2025. CCITT H.261(P*64)    havefun.stanford.edu:pub/p64/P64v1.2.alpha.tar.Z
  2026. JPEG            havefun.stanford.edu:pub/jpeg/JPEGv1.2.beta.tar.Z
  2027.  
  2028. These codecs operate on raw raster scanned images.
  2029.  
  2030. A software program to display raw raster-scanned YUV images and image
  2031. sequences on X grayscale or color monitors is provided by a program in
  2032. the anonymous ftp directory havefun.stanford.edu pub/cv/CVv1.1.tar.Z.
  2033. If you are using the codecs above, we recommend that you ftp this file
  2034. over as well.
  2035.  
  2036. The source code has been compiled on DEC and SUN workstations.
  2037. Caution: the P64 codec has not been tested compliant (any available
  2038. p64 video streams would be much appreciated - please let us know at
  2039. achung@cs.stanford.edu).  The other codecs have been tested with
  2040. streams from other encoders.
  2041.  
  2042. We also have some IPB MPEG-I video coded streams in pub/mpeg/*.mpg;
  2043. and P64 video streams in pub/p64/*.p64 that we have generated using
  2044. our codecs.
  2045.  
  2046. For a more complete description see the file
  2047. havefun.stanford.edu:pub/README.
  2048.  
  2049. ------------------------------------------------------------------------------
  2050.  
  2051. Subject: [25] Fast DCT (Discrete Cosine Transform) algorithms
  2052.  
  2053.  
  2054. Many image compression methods, including the JPEG, MPEG, and H.261 standards,
  2055. are based on the discrete cosine transform.  A good overall introduction to
  2056. DCT is the book "Discrete Cosine Transform---Algorithms, Advantages,
  2057. Applications" by K.R. Rao and P. Yip (Academic Press, London, 1990).
  2058. This has an extensive, though already dated, bibliography.
  2059.  
  2060. Here are some newer references provided by Tom Lane <tgl+@cs.cmu.edu>.
  2061. Most of these are in IEEE journals or conference proceedings, notably
  2062. ICASSP = IEEE Intl. Conf. on Acoustics, Speech, and Signal Processing.
  2063. ICCAS = IEEE Intl. Conf. on Circuits and Systems.
  2064. DCC = Data Compression Conference.
  2065.  
  2066. Polynomial Transform Computation of the 2-D DCT, Duhamel & Guillemot,
  2067.   ICASSP '90 p. 1515.
  2068. A Forward-Mapping Realization of the Inverse DCT, McMillan & Westover,
  2069.   DCC '92 p. 219.
  2070. A Fast Algorithm for 2-D DCT, Cho, Yun & Lee, ICASSP '91 p. 2197.
  2071. Fast Algorithm and Implementation of 2-D DCT, Cho & Lee, Tr. CAS v38 p. 297.
  2072. A DCT Chip based on a new Structured and Computationally Efficient DCT
  2073.   Algorithm, Duhamel, Guillemot & Carlach, ICCAS '90 p. 77.
  2074. Trade-offs in the Computation of Mono- and Multi-dimensional DCTs,
  2075.   Vetterli, Duhamel & Guillemot, ICASSP '89 p. 999.
  2076. Practical Fast 1-D DCT Algorithms with 11 Multiplications,
  2077.   Loeffler, Ligtenberg & Moschytz, ICASSP '89 p. 988.
  2078. New Scaled DCT Algorithms for Fused Multiply/Add Architectures,
  2079.   Linzer & Feig, ICASSP '91 p. 2201.
  2080. Fast Algorithms for the 2-D Discrete Cosine Transform, Kamangar & Rao,
  2081.   IEEE Tr. Computers, v C-31 p. 899.
  2082. Fast 2-D Discrete Cosine Transform, Vetterli, ICASSP '85 p. 1538.
  2083. A Two-Dimensional Fast Cosine Transform, Haque, Tr. ASSP v ASSP-33 p. 1532.
  2084. Real-Time Parallel and Fully Pipelined 2-D DCT Lattice Structures with
  2085.   Application to HDTV Systems, Chiu & Liu, Tr. CAS for Video Tech, v 2 p. 25.
  2086.  
  2087.  
  2088. The free JPEG code (jpegsrc.v4.tar.Z) has one of the fastest implementations
  2089. of the DCT code.  It's all in the files jfwddct.c and jrevdct.c (which do
  2090. the dct and idct, respectively). See item 15 for ftp locations.
  2091.  
  2092. ------------------------------------------------------------------------------
  2093.  
  2094. Subject: [26] Are there algorithms and standards for audio compression?
  2095.  
  2096.  
  2097. Yes. See the introduction to MPEG given in part 2 of this FAQ.
  2098.  
  2099. A lossless compressor for 8bit and 16bit audio data (.au) is available by
  2100. anonymous ftp at svr-ftp.eng.cam.ac.uk:/pub/misc/shorten-1.09.tar.Z. It works
  2101. by using Huffman coding of prediction residuals.  Compression is generally
  2102. better than that obtained by applying general purpose compression utilities
  2103. to audio files.
  2104.  
  2105. Copied from the comp.dsp FAQ posted by guido@cwi.nl (Guido van Rossum):
  2106.  
  2107.   Strange though it seems, audio data is remarkably hard to compress
  2108.   effectively.  For 8-bit data, a Huffman encoding of the deltas between
  2109.   successive samples is relatively successful.  For 16-bit data,
  2110.   companies like Sony and Philips have spent millions to develop
  2111.   proprietary schemes.
  2112.  
  2113.   Public standards for voice compression are slowly gaining popularity,
  2114.   e.g. CCITT G.721 and G.723 (ADPCM at 32 and 24 kbits/sec).  (ADPCM ==
  2115.   Adaptive Delta Pulse Code Modulation.)  Free source code for a *fast*
  2116.   32 kbits/sec ADPCM (lossy) algorithm is available by ftp from ftp.cwi.nl
  2117.   as /pub/adpcm.shar.  (** NOTE: if you are using v1.0, you should get
  2118.   v1.1, released 17-Dec-1992, which fixes a serious bug -- the quality
  2119.   of v1.1 is claimed to be better than uLAW **)
  2120.  
  2121.   (Note that U-LAW and silence detection can also be considered
  2122.   compression schemes.)
  2123.  
  2124.  
  2125. You can get a G.721/722/723 package by email to teledoc@itu.arcom.ch, with
  2126.  
  2127. GET ITU-3022
  2128.  
  2129. as the *only* line in the body of the message.
  2130.  
  2131.  
  2132. A note on u-law from Markus Kuhn <mskuhn@immd4.informatik.uni-erlangen.de>:
  2133.  
  2134.   u-law (more precisely (greek mu)-law or 5-law if you have an 8-bit
  2135.   ISO terminal) is more an encoding then a compression method,
  2136.   although a 12 to 8 bit reduction is normally part of the encoding.
  2137.   The official definition is CCITT recommendation G.711. If you want
  2138.   to know how to get CCITT documents, check the Standards FAQ
  2139.   posted to news.answers or get the file standards-faq by ftp in
  2140.   directory rtfm.mit.edu:/pub/usenet/news.answers.
  2141.  
  2142.  
  2143. See also the comp.dsp FAQ for more information on:
  2144.  
  2145. - The U.S. DoD's Federal-Standard-1016 based 4800 bps code excited linear
  2146.   prediction voice coder version 3.2a (CELP 3.2a)
  2147. - The U.S. DoD's Federal-Standard-1015/NATO-STANAG-4198 based 2400 bps
  2148.   linear prediction coder version 53 (LPC-10e v53)
  2149. - Realtime DSP code and hardware for FS-1015 and FS-1016
  2150.  
  2151. You can find the comp.dsp FAQ in comp.dsp or news.answers with subject:
  2152. "FAQ: Audio File Formats" or by ftp on rtfm.mit.edu
  2153. in /pub/usenet/news.answers/audio-fmts/part1.
  2154.  
  2155.  
  2156. CELP C code for Sun SPARCs is available for anonymous ftp at
  2157. furmint.nectar.cs.cmu.edu, in directory celp.audio.compression.
  2158. Version 3.2a is also in super.org:/pub/celp_3.2a.tar.Z.
  2159.  
  2160.  
  2161. Recommended reading:
  2162.   Digital Coding of Waveforms: Principles and Applications to Speech and
  2163.   Video.  N. S. Jayant and Peter Noll.  Prentice-Hall, 1984, ISBN
  2164.   0-13-211913-7.
  2165.  
  2166.  
  2167. from Markus Kuhn <mskuhn@immd4.informatik.uni-erlangen.de>:
  2168.  
  2169.   One highest quality sound compression format is called ASPEC and has
  2170.   been developped by a team at the Frauenhofer Institut in Erlangen (Germany)
  2171.   and others.
  2172.  
  2173.   ASPEC produces CD like quality and offers several bitrates, one is
  2174.   128 kbit/s. It is a lossy algorithm that throws away frequencys that
  2175.   aren't registered in the human cochlea in addition to sophisticated
  2176.   entropy coding. The 64 kbit/s ASPEC variant might soon bring hifi
  2177.   quality ISDN phone connections. It has been implemented on standard DSPs.
  2178.  
  2179.   The Layer 3 MPEG audio compression standard now contains what is officially
  2180.   called the best parts of the ASPEC and MUSICAM algorithms. A reference is:
  2181.  
  2182.     K.Brandenburg, G.Stoll, Y.F.Dehery, J.D.Johnston, L.v.d.Kerkhof,
  2183.     E.F.Schroeder: "The ISO/MPEG-Audio Codec: A Generic Standard for Coding
  2184.     of High Quality Digital Audio",
  2185.     92nd. AES-convention, Vienna 1992, preprint 3336
  2186.  
  2187.  
  2188. from Jutta Degener <jutta@cs.tu-berlin.de> and Carsten Bormann
  2189. <cabo@cs.tu-berlin.de>:
  2190.  
  2191.   GSM 06.10 13 kbit/s RPE/LTP speech compression available
  2192.   --------------------------------------------------------
  2193.  
  2194.   The Communications and Operating Systems Research Group (KBS) at the
  2195.   Technische Universitaet Berlin is currently working on a set of
  2196.   UNIX-based tools for computer-mediated telecooperation that will be
  2197.   made freely available.
  2198.  
  2199.   As part of this effort we are publishing an implementation of the
  2200.   European GSM 06.10 provisional standard for full-rate speech
  2201.   transcoding, prI-ETS 300 036, which uses RPE/LTP (residual pulse
  2202.   excitation/long term prediction) coding at 13 kbit/s.
  2203.  
  2204.   GSM 06.10 compresses frames of 160 13-bit samples (8 kHz sampling
  2205.   rate, i.e. a frame rate of 50 Hz) into 260 bits; for compatibility
  2206.   with typical UNIX applications, our implementation turns frames of 160
  2207.   16-bit linear samples into 33-byte frames (1650 Bytes/s).
  2208.   The quality of the algorithm is good enough for reliable speaker
  2209.   recognition; even music often survives transcoding in recognizable 
  2210.   form (given the bandwidth limitations of 8 kHz sampling rate).
  2211.  
  2212.   Version 1.0 of the implementation is available per anonymous ftp from
  2213.   tub.cs.tu-berlin.de as /pub/tubmik/gsm-1.0.tar.Z.  Questions and bug
  2214.   reports should be directed to toast@tub.cs.tu-berlin.de.  
  2215.   Note that the distribution is not available via E-mail (please use one
  2216.   of the ftp-via-E-mail servers).
  2217.  
  2218.  
  2219. from Bob Kimball <rkimball@qualcomm.com>:
  2220.  
  2221.   I work for Qualcomm Inc. and we are designing a digital cellular telephone
  2222.   system.  Our phone uses our variable rate vocoder (QCELP) which is designed
  2223.   for speach and compresses 64Kb/s speach to 8Kb/s through 1Kb/s with 8Kb/s
  2224.   being full rate and 1Kb/s for 1/8 rate speach.  It works great for speach.
  2225.  
  2226.   The QCELP process is documented in our Common Air Interface (CAI) which is
  2227.   available for anonymous ftp from lorien.qualcomm.com in /pub/cdma
  2228.   each chapter is a postscript file.  The vocoder is described in appendix A.
  2229.   The whole document is quite large.  This is the document which is currently
  2230.   going through the TIA standard committee so it is not a final version.  The
  2231.   appendix on the vocoder should be almost identical to the final version...
  2232.   whenever that comes out.
  2233.  
  2234.  
  2235. from Nicola Ferioli <ser1509@cdc835.cdc.polimi.it>:
  2236.  
  2237.   On wsmr-simtel20.army.mil, pd1:<msdos.sound>
  2238.   VOCPAK20.ZIP    Lossless 8-bit sound file compressor
  2239.  
  2240.   VOCPACK is a compressor/decompressor for 8-bit digital sound using a
  2241.   lossless algorithm; it is useful to save disk space without degrading
  2242.   sound quality.  It can compress signed and unsigned data, sampled at any
  2243.   rate, mono or stereo.  Since the method used is not lossy, it isn't
  2244.   necessary to strip file headers before compressing.
  2245.  
  2246.   VOCPACK was developed for use with .VOC (SoundBlaster) and .WAV (Windows)
  2247.   files, but any 8-bit sound can be compressed since the program takes no
  2248.   assumptions about the file structure.
  2249.  
  2250.   The typical compression ratio obtained goes from 0,8 for files sampled at
  2251.   11 KHz to 0,4 for 44 Khz files.  The best results are obtained with 44 KHz
  2252.   sounds (mono or stereo): general-purpose archivers create files that can be
  2253.   twice longer than the output of VOCPACK.  You can obtain smaller values
  2254.   using lossy compressors but if your goal is to keep the sound quality
  2255.   unaltered you should use a lossless program like VOCPACK.
  2256.  
  2257. ------------------------------------------------------------------------------
  2258.  
  2259. Subject: [30] My archive is corrupted!
  2260.  
  2261.  
  2262. The two most common reasons for this are
  2263.  
  2264. (1) failing to use the magic word "tenex" (when connected to SIMTEL20 and
  2265.     other TOPS20 systems) or "binary" (when connected to UNIX systems) when
  2266.     transferring the file from an ftp site to your host machine.  The
  2267.     reasons for this are technical and boring.  A synonym for "tenex" is
  2268.     "type L 8", in case your ftp doesn't know what "tenex" means.
  2269.  
  2270. (2) failing to use an eight-bit binary transfer protocol when transferring
  2271.     the file from the host to your PC.  Make sure to set the transfer type
  2272.     to "binary" on both your host machine and your PC.
  2273.  
  2274. ------------------------------------------------------------------------------
  2275.  
  2276. Subject: [31] pkunzip reports a CRC error!
  2277.  
  2278.  
  2279. The portable zip 1.1 contains many workarounds for undocumented restrictions
  2280. in pkunzip. Compatibility is ensured for pkunzip 1.10 only. All previous
  2281. versions (pkunzip 1.0x) have too many bugs and cannot be supported. This
  2282. includes Borland unzip.
  2283.  
  2284. So if your pkunzip reports a CRC error, check that you are not using
  2285. an obsolete version. Get either pkzip 2.04g or unzip 5.0p1 (see question
  2286. 2 above for ftp sites). To generate zip files compatible with pkunzip 1.10,
  2287. use zip 1.1 (see item 2 above for ftp site).
  2288.  
  2289. ------------------------------------------------------------------------------
  2290.  
  2291. Subject: [32] VMS zip is not compatible with pkzip!
  2292.  
  2293.  
  2294. The problem is most likely in the file transfer program.
  2295.  
  2296. Many use kermit to transfer zipped files between PC and VMS VAX.  The
  2297. following VMS kermit settings make VMS-ZIP compatible with PKZIP:
  2298.  
  2299.                                              VMS kermit        PC kermit
  2300.                                            ---------------   --------------
  2301.  
  2302. Uploading PKZIPped file to be UNZIPped:    set fi ty fixed    set fi ty bi
  2303. Downloading ZIPped file to be PKUNZIPped:  set fi ty block    set fi ty bi
  2304.  
  2305. If you are not using kermit, transfer a file created by pkzip on MSDOS
  2306. to VMS, transfer it back to your PC and check that pkunzip can extract it.
  2307.  
  2308. ------------------------------------------------------------------------------
  2309.  
  2310. Subject: [33] I have a problem with Stacker!
  2311.  
  2312.  
  2313. The newsgroup comp.compression is *not* the appropriate place to
  2314. discuss about one specific program on one specific operating system.
  2315. Since you have bought a legal copy of Stacker, you have the
  2316. documentation of your product; please read it. If you can't find the
  2317. answer in the documentation, please report the problem to the Stac
  2318. customer support.  If you really feel that the net has to know about
  2319. your problem, please post in one of the MSDOS newsgroups, such as
  2320. comp.os.msdos.apps or comp.binaries.ibm.pc.d.
  2321.  
  2322. ------------------------------------------------------------------------------
  2323.  
  2324. Subject: [50] What is this 'tar' compression program?
  2325.  
  2326.  
  2327. tar is not a compression program. It just combines several files
  2328. into one, without compressing them. tar file are often compressed with
  2329. 'compress', resulting in a .tar.Z file. See question 2, file type .tar.Z.
  2330. GNU tar has the capability to (de)compress files as well.
  2331.  
  2332. When you have to archive a lot of very small files, it is often
  2333. preferable to create a single .tar file and compress it, than to
  2334. compress the individual files separately. The compression program can
  2335. thus take advantage of redundancy between separate files.  The
  2336. disadvantage is that you must uncompress the whole .tar file to
  2337. extract any member.
  2338.  
  2339. ------------------------------------------------------------------------------
  2340.  
  2341. Subject: [51] I need a CRC algorithm
  2342.  
  2343.  
  2344. As its name implies (Cyclic Redundancy Check) a crc adds redundancy
  2345. whereas the topic of this group is to remove it. But since this
  2346. question comes up often, here is some code (by Rob Warnock <rpw3@sgi.com>).
  2347.  
  2348. The following C code does CRC-32 in BigEndian/BigEndian byte/bit order.
  2349. That is, the data is sent most significant byte first, and each of the bits
  2350. within a byte is sent most significant bit first, as in FDDI. You will need
  2351. to twiddle with it to do Ethernet CRC, i.e., BigEndian/LittleEndian byte/bit
  2352. order. [Left as an exercise for the reader.]
  2353.  
  2354. The CRCs this code generates agree with the vendor-supplied Verilog models
  2355. of several of the popular FDDI "MAC" chips.
  2356.  
  2357. u_long crc32_table[256];
  2358. /* Initialized first time "crc32()" is called. If you prefer, you can
  2359.  * statically initialize it at compile time. [Another exercise.]
  2360.  */
  2361.  
  2362. u_long crc32(u_char *buf, int len)
  2363. {
  2364.         u_char *p;
  2365.         u_long  crc;
  2366.  
  2367.         if (!crc32_table[1])    /* if not already done, */
  2368.                 init_crc32();   /* build table */
  2369.         crc = 0xffffffff;       /* preload shift register, per CRC-32 spec */
  2370.         for (p = buf; len > 0; ++p, --len)
  2371.                 crc = (crc << 8) ^ crc32_table[(crc >> 24) ^ *p];
  2372.         return ~crc;            /* transmit complement, per CRC-32 spec */
  2373. }
  2374.  
  2375. /*
  2376.  * Build auxiliary table for parallel byte-at-a-time CRC-32.
  2377.  */
  2378. #define CRC32_POLY 0x04c11db7     /* AUTODIN II, Ethernet, & FDDI */
  2379.  
  2380. init_crc32()
  2381. {
  2382.         int i, j;
  2383.         u_long c;
  2384.  
  2385.         for (i = 0; i < 256; ++i) {
  2386.                 for (c = i << 24, j = 8; j > 0; --j)
  2387.                         c = c & 0x80000000 ? (c << 1) ^ CRC32_POLY : (c << 1);
  2388.                 crc32_table[i] = c;
  2389.         }
  2390. }
  2391.  
  2392. See also ftp.uni-erlangen.de:/pub/doc/ISO/english/async-HDLC, and the
  2393. source of all archivers, such as the file makecrc.c in the sources of
  2394. zip 2.0 (see item 2).
  2395.  
  2396. ------------------------------------------------------------------------------
  2397.  
  2398. Subject: [52] What about those people who continue to ask frequently asked
  2399.               questions in spite of the frequently asked questions document?
  2400.  
  2401.  
  2402. Just send them a polite mail message, referring them to this document.
  2403. There is no need to flame them on comp.compression.  That would just
  2404. add more noise to this group.  Posted answers that are in the FAQ are
  2405. just as annoying as posted questions that are in the FAQ.
  2406.  
  2407. ------------------------------------------------------------------------------
  2408.  
  2409. Subject: [53] Where are FAQ lists archived?
  2410.  
  2411.  
  2412. Many are crossposted to news.answers.  That newsgroup should have a
  2413. long expiry time at your site; if not, talk to your sysadmin.
  2414.  
  2415. FAQ lists are available by anonymous FTP from rtfm.mit.edu.
  2416. The comp.compression FAQ that you are reading is in directory
  2417.    /pub/usenet/news.answers/compression-faq
  2418.  
  2419. If you don't have FTP access, you can access the archives by mail
  2420. server.  Send an email message to mail-server@rtfm.mit.edu
  2421. containing the commands
  2422.     send usenet/news.answers/compression-faq/part1
  2423.     send usenet/news.answers/compression-faq/part2
  2424.     send usenet/news.answers/compression-faq/part3
  2425. For instructions, send an email message to the same address with the
  2426. words "help" and "index" (no quotes) on separate lines. If you don't
  2427. get a reply, check your return address, or add a line such as
  2428.     path myname@foo.edu
  2429.  
  2430. ------------------------------------------------------------------------------
  2431.  
  2432. Subject: [54] I need specs for graphics formats
  2433.  
  2434.  
  2435. Have a look in directory /pub/graphics.formats on zamenhof.cs.rice.edu.
  2436. It contains descriptions of gif, tiff, fits, etc...
  2437.  
  2438. See also the FAQ list for comp.graphics. See item 53 for an ftp site.
  2439.  
  2440. ------------------------------------------------------------------------------
  2441.  
  2442. Subject: [55] Where can I find Lenna and other images?
  2443.  
  2444.  
  2445. A bunch of standard images (lenna, baboon, cameraman, crowd, moon
  2446. etc..) are on ftp site eedsp.gatech.edu (130.207.226.2) in directory
  2447. /database/images. The images are in 256-level grayshades (256x256
  2448. pixels, 256 "colors").
  2449.  
  2450. [Note: the site ipl.rpi.edu mentioned below keeps changing. Images
  2451. stay there for a while then disappear. The information is kept in this
  2452. FAQ in case the image directories become available again.]
  2453.  
  2454. The site ipl.rpi.edu (128.113.14.50) has standard images in two
  2455. directories:
  2456.    ipl.rpi.edu:/pub/image/still/usc 
  2457.    ipl.rpi.edu:/pub/image/still/canon
  2458. (The directory /pub/image/sequence has been taken offline because of
  2459. possible copyright problems.)
  2460.  
  2461. In each of those directories are the following directories:
  2462.    bgr     - 24 bit blue, green, red
  2463.    color   - 24 bit red, green, blue
  2464.    gray    - 8 bit grayscale uniform weighted
  2465.    gray601 - 8 bit grayscale CCIR-601 weighted
  2466.  
  2467. And in these directories are the actual images.  
  2468.  
  2469. For example, the popular lena image is in
  2470.    ipl.rpi.edu:/pub/image/still/usc/color/lena  # 24 bit RGB
  2471.    ipl.rpi.edu:/pub/image/still/usc/bgr/lena    # 24 bit BGR
  2472.    ipl.rpi.edu:/pub/image/still/usc/gray/lena   # 8 bit gray
  2473.  
  2474. All of the images are in Sun rasterfile format.  You can use the pbm
  2475. utilities to convert them to whatever format is most convenient.
  2476. [pbm is available in ftp.ee.lbl.gov:/pbmplus*.tar.Z].
  2477. Questions about the ipl archive should be sent to help@ipl.rpi.edu.
  2478.  
  2479.  
  2480. There are few gray-scale still images and some raw data of test results
  2481. available in directory nic.funet.fi:/pub/pics/misc/test-images.
  2482.  
  2483.  
  2484. Rodney Peck <rodney@balltown.cma.com> is interested in some method
  2485. of establishing a canonical ftp database of images but does not have
  2486. the resources to provide an ftp site for that database. Send suggestions to
  2487. rodney@balltown.cma.com.
  2488.  
  2489.  
  2490. Beware: the same image often comes in many different forms, at
  2491. different resolutions, etc... The original lenna image is 512 wide,
  2492. 512 high, 8 bits per pel, red, green and blue fields.  Gray-scale
  2493. versions of Lenna have been obtained in two different ways from the
  2494. original:
  2495.  (1) Using the green field as a gray-scale image, and
  2496.  (2) Doing an RGB->YUV transformation and saving the Y component.
  2497. Method (1) makes it easier to compare different people's results since
  2498. everyone's version should be the same using that method.  Method (2)
  2499. produces a more correct image.
  2500.  
  2501. For the curious: 'lena' or 'lenna' is a digitized Playboy centerfold,
  2502. from November 1972. (Lenna is the spelling in Playboy, Lena is the
  2503. Swedish spelling of the name.) Lena Soderberg (ne Sjooblom) was last
  2504. reported living in her native Sweden, happily married with three kids
  2505. and a job with the state liquor monopoly.  In 1988, she was
  2506. interviewed by some Swedish computer related publication, and she was
  2507. pleasantly amused by what had happened to her picture.  That was the
  2508. first she knew of the use of that picture in the computer business.
  2509.  
  2510. The editorial in the January 1992 issue of Optical Engineering (v. 31
  2511. no. 1) details how Playboy has finally caught on to the fact that
  2512. their copyright on Lenna Sjooblom's photo is being widely infringed.
  2513. It sounds as if you will have to get permission from Playboy to
  2514. publish it in the future.
  2515.  
  2516.  
  2517. Note on the CCITT test images, by Robert Estes <estes@eecs.ucdavis.edu>:
  2518.  
  2519. The ccitt files are in ipl.rpi.edu:/image-archive/bitmap/ccitt
  2520. (128.113.14.50). They are named ccitt-n.ras.Z where n goes from 1 to 8.
  2521. Each file has an accompanying doc file called ccitt-n.ras.doc which
  2522. describes the image file. Here's the doc file for ccitt-1.ras:
  2523.  
  2524. Name ccitt-1.ras
  2525. Size 1728 x 2376 x 1
  2526. Type 1 bit standard format sun rasterfile 
  2527. Keywords binary standard image 1 bit fax
  2528. Description
  2529. One of eight images from the standard binary CCITT test image set.
  2530.  
  2531. This set is commonly used to compare binary image compression
  2532. techniques. The images are are 1728x2376 pixels.
  2533.  
  2534. ------------------------------------------------------------------------------
  2535.  
  2536. Subject: [56] I am looking for a message digest algorithm
  2537.  
  2538.  
  2539. Look on the ftp site rsa.com, in directory /pub. MD4 and MD5 are there.
  2540. This question would be more appropriate on sci.crypt.
  2541.  
  2542.  
  2543.  
  2544.           End of part 1 of the comp.compression faq.
  2545.  
  2546.  
  2547. Article: 8144 of comp.compression
  2548. Path: chorus!chorus.fr
  2549. From: jloup@chorus.fr (Jean-loup Gailly)
  2550. Newsgroups: comp.compression,comp.compression.research,news.answers,comp.answers
  2551. Subject: comp.compression Frequently Asked Questions (part 2/3)
  2552. Summary: *** READ THIS BEFORE POSTING ***
  2553. Keywords: data compression, FAQ
  2554. Message-ID: <compr2_15oct93@chorus.fr>
  2555. Date: 15 Oct 93 15:29:57 GMT
  2556. Expires: 30 Nov 93 16:17:20 GMT
  2557. References: <compr1_15oct93@chorus.fr>
  2558. Sender: news@chorus.chorus.fr
  2559. Reply-To: jloup@chorus.fr
  2560. Followup-To: comp.compression
  2561. Lines: 1108
  2562. Approved: news-answers-request@MIT.Edu
  2563. Supersedes: <compr2_15sep93@chorus.fr>
  2564. Xref: chorus comp.compression:8144 comp.compression.research:1095 news.answers:13179 comp.answers:2309
  2565.  
  2566. Archive-name: compression-faq/part2
  2567. Last-modified: June 21st, 1993
  2568.  
  2569. This file is part 2 of a set of Frequently Asked Questions for the
  2570. groups comp.compression and comp.compression.research.
  2571. If you did not get part 1 or 3, you can get them by ftp
  2572. on rtfm.mit.edu in directory
  2573.    /pub/usenet/news.answers/compression-faq
  2574.  
  2575. If you don't want to see this FAQ regularly, please add the subject
  2576. line to your kill file. If you have corrections or suggestions for
  2577. this FAQ, send them to Jean-loup Gailly <jloup@chorus.fr>.  Thank you.
  2578.  
  2579. Contents
  2580. ========
  2581.  
  2582. Part 2: (Long) introductions to data compression techniques
  2583.  
  2584. [70] Introduction to data compression (long)
  2585.        Huffman and Related Compression Techniques
  2586.        Arithmetic Coding
  2587.        Substitutional Compressors
  2588.           The LZ78 family of compressors
  2589.           The LZ77 family of compressors
  2590.  
  2591. [71] Introduction to MPEG (long)
  2592.        What is MPEG?
  2593.        Does it have anything to do with JPEG?
  2594.        Then what's JBIG and MHEG?
  2595.        What has MPEG accomplished?
  2596.        So how does MPEG I work?
  2597.        What about the audio compression?
  2598.        So how much does it compress?
  2599.        What's phase II?
  2600.        When will all this be finished?
  2601.        How do I join MPEG?
  2602.        How do I get the documents, like the MPEG I draft?
  2603.  
  2604. [72] What is wavelet theory?
  2605. [73] What is the theoretical compression limit?
  2606. [74] Introduction to JBIG
  2607. [75] Introduction to JPEG
  2608.  
  2609. Part 3: (Long) list of image compression hardware
  2610.  
  2611. [85] Image compression hardware
  2612. [99] Acknowledgments
  2613.  
  2614.  
  2615. Search for "Subject: [#]" to get to question number # quickly. Some news
  2616. readers can also take advantage of the message digest format used here.
  2617.  
  2618. ------------------------------------------------------------------------------
  2619.  
  2620. Subject: [70] Introduction to data compression (long)
  2621.  
  2622.  
  2623. Written by Peter Gutmann <pgut1@cs.aukuni.ac.nz>.
  2624.  
  2625.  Huffman and Related Compression Techniques
  2626.  ------------------------------------------
  2627.  
  2628.   *Huffman compression* is a statistical data compression technique which 
  2629. gives a reduction in the average code length used to represent the symbols of 
  2630. a alphabet.  The Huffman code is an example of a code which is optimal in the 
  2631. case where all symbols probabilities are integral powers of 1/2.  A Huffman 
  2632. code can be built in the following manner:
  2633.  
  2634.   (1) Rank all symbols in order of probability of occurrence.
  2635.     
  2636.   (2) Successively combine the two symbols of the lowest probability to form
  2637.       a new composite symbol; eventually we will build a binary tree where
  2638.       each node is the probability of all nodes beneath it.
  2639.  
  2640.   (3) Trace a path to each leaf, noticing the direction at each node.
  2641.  
  2642.   For a given frequency distribution, there are many possible Huffman codes,
  2643. but the total compressed length will be the same. It is possible to
  2644. define a 'canonical' Huffman tree, that is, pick one of these alternative
  2645. trees. Such a canonical tree can then be represented very compactly, by
  2646. transmitting only the bit length of each code. This technique is used
  2647. in most archivers (pkzip, lha, zoo, arj, ...).
  2648.  
  2649.  
  2650.   A technique related to Huffman coding is *Shannon-Fano coding*, which
  2651. works as follows:
  2652.  
  2653.   (1) Divide the set of symbols into two equal or almost equal subsets
  2654.       based on the probability of occurrence of characters in each
  2655.       subset.  The first subset is assigned a binary zero, the second
  2656.       a binary one.
  2657.  
  2658.   (2) Repeat step (1) until all subsets have a single element.
  2659.  
  2660. The algorithm used to create the Huffman codes is bottom-up, and the
  2661. one for the Shannon-Fano codes is top-down. Huffman encoding always
  2662. generates optimal codes, Shannon-Fano sometimes uses a few more bits.
  2663.  
  2664.  
  2665.  Arithmetic Coding
  2666.  -----------------
  2667.  
  2668.   It would appear that Huffman or Shannon-Fano coding is the perfect
  2669. means of compressing data.  However, this is *not* the case.  As
  2670. mentioned above, these coding methods are optimal when and only when
  2671. the symbol probabilities are integral powers of 1/2, which is usually
  2672. not the case.
  2673.  
  2674.   The technique of *arithmetic coding* does not have this restriction:
  2675. It achieves the same effect as treating the message as one single unit
  2676. (a technique which would, for Huffman coding, require enumeration of
  2677. every single possible message), and thus attains the theoretical
  2678. entropy bound to compression efficiency for any source.
  2679.  
  2680.   Arithmetic coding works by representing a number by an interval of real 
  2681. numbers between 0 and 1.  As the message becomes longer, the interval needed 
  2682. to represent it becomes smaller and smaller, and the number of bits needed to 
  2683. specify that interval increases.  Successive symbols in the message reduce 
  2684. this interval in accordance with the probability of that symbol. The more
  2685. likely symbols reduce the range by less, and thus add fewer bits to the   
  2686. message.
  2687.  
  2688.      1                                             Codewords
  2689.     +-----------+-----------+-----------+           /-----\
  2690.     |           |8/9 YY     |  Detail   |<- 31/32    .11111
  2691.     |           +-----------+-----------+<- 15/16    .1111
  2692.     |    Y      |           | too small |<- 14/16    .1110
  2693.     |2/3        |    YX     | for text  |<- 6/8      .110
  2694.     +-----------+-----------+-----------+
  2695.     |           |           |16/27 XYY  |<- 10/16    .1010
  2696.     |           |           +-----------+
  2697.     |           |    XY     |           |
  2698.     |           |           |   XYX     |<- 4/8      .100
  2699.     |           |4/9        |           |
  2700.     |           +-----------+-----------+
  2701.     |           |           |           |
  2702.     |    X      |           |   XXY     |<- 3/8      .011
  2703.     |           |           |8/27       |
  2704.     |           |           +-----------+
  2705.     |           |    XX     |           |
  2706.     |           |           |           |<- 1/4      .01
  2707.     |           |           |   XXX     |
  2708.     |           |           |           |
  2709.     |0          |           |           |
  2710.     +-----------+-----------+-----------+
  2711.  
  2712.   As an example of arithmetic coding, lets consider the example of two
  2713. symbols X and Y, of probabilities 0.66 and 0.33. To encode this message, we
  2714. examine the first symbol: If it is a X, we choose the lower partition; if
  2715. it is a Y, we choose the upper partition.  Continuing in this manner for
  2716. three symbols, we get the codewords shown to the right of the diagram above
  2717. - they can be found by simply taking an appropriate location in the
  2718. interval for that particular set of symbols and turning it into a binary
  2719. fraction. In practice, it is also necessary to add a special end-of-data
  2720. symbol, which is not represented in this simpe example.
  2721.         
  2722.   In this case the arithmetic code is not completely efficient, which is due 
  2723. to the shortness of the message - with longer messages the coding efficiency 
  2724. does indeed approach 100%.
  2725.  
  2726.   Now that we have an efficient encoding technique, what can we do with it? 
  2727. What we need is a technique for building a model of the data which we can 
  2728. then use with the encoder.  The simplest model is a fixed one, for example a 
  2729. table of standard letter frequencies for English text which we can then use 
  2730. to get letter probabilities.  An improvement on this technique is to use an 
  2731. *adaptive model*, in other words a model which adjusts itself to the data 
  2732. which is being compressed as the data is compressed.  We can convert the 
  2733. fixed model into an adaptive one by adjusting the symbol frequencies after 
  2734. each new symbol is encoded, allowing the model to track the data being 
  2735. transmitted.  However, we can do much better than that.
  2736.  
  2737. Using the symbol probabilities by themselves is not a particularly good
  2738. estimate of the true entropy of the data: We can take into account
  2739. intersymbol probabilities as well.  The best compressors available today
  2740. take this approach: DMC (Dynamic Markov Coding) starts with a zero-order
  2741. Markov model and gradually extends this initial model as compression
  2742. progresses; PPM (Prediction by Partial Matching) looks for a match of the
  2743. text to be compressed in an order-n context.  If no match is found, it
  2744. drops to an order n-1 context, until it reaches order 0.  Both these
  2745. techniques thus obtain a much better model of the data to be compressed,
  2746. which, combined with the use of arithmetic coding, results in superior
  2747. compression performance.
  2748.  
  2749.   So if arithmetic coding-based compressors are so powerful, why are they not 
  2750. used universally?  Apart from the fact that they are relatively new and 
  2751. haven't come into general use too much yet, there is also one major concern:  
  2752. The fact that they consume rather large amounts of computing resources, both 
  2753. in terms of CPU power and memory.  The building of sophisticated models for 
  2754. the compression can chew through a fair amount of memory (especially in the 
  2755. case of DMC, where the model can grow without bounds); and the arithmetic 
  2756. coding itself involves a fair amount of number crunching.
  2757. There is however an alternative approach, a class of compressors generally 
  2758. referred to as *substitutional* or *dictionary-based compressors*.
  2759.  
  2760.  Substitutional Compressors
  2761.  --------------------------
  2762.  
  2763.   The basic idea behind a substitutional compressor is to replace an 
  2764. occurrence of a particular phrase or group of bytes in a piece of data with a 
  2765. reference to a previous occurrence of that phrase.  There are two main 
  2766. classes of schemes, named after Jakob Ziv and Abraham Lempel, who first 
  2767. proposed them in 1977 and 1978.
  2768.  
  2769. <The LZ78 family of compressors>
  2770.  
  2771.   LZ78-based schemes work by entering phrases into a *dictionary* and then, 
  2772. when a repeat occurrence of that particular phrase is found, outputting the 
  2773. dictionary index instead of the phrase.  There exist several compression 
  2774. algorithms based on this principle, differing mainly in the manner in which 
  2775. they manage the dictionary.  The most well-known scheme (in fact the most 
  2776. well-known of all the Lempel-Ziv compressors, the one which is generally (and 
  2777. mistakenly) referred to as "Lempel-Ziv Compression"), is Terry Welch's LZW 
  2778. scheme, which he designed in 1984 for implementation in hardware for high- 
  2779. performance disk controllers.
  2780.  
  2781. Input string: /WED/WE/WEE/WEB
  2782.  
  2783. Character input:    Code output:    New code value and associated string:
  2784.     /W                  /                   256 = /W
  2785.     E                   W                   257 = WE
  2786.     D                   E                   258 = ED
  2787.     /                   D                   259 = D/
  2788.     WE                  256                 260 = /WE
  2789.     /                   E                   261 = E/
  2790.     WEE                 260                 262 = /WEE
  2791.     /W                  261                 263 = E/W
  2792.     EB                  257                 264 = WEB
  2793.     <END>               B
  2794.     
  2795.   LZW starts with a 4K dictionary, of which entries 0-255 refer to individual 
  2796. bytes, and entries 256-4095 refer to substrings.  Each time a new code is 
  2797. generated it means a new string has been parsed.  New strings are generated 
  2798. by appending the current character K to the end of an existing string w.  The 
  2799. algorithm for LZW compression is as follows:
  2800.  
  2801.   set w = NIL
  2802.   loop
  2803.       read a character K
  2804.       if wK exists is in the dictionary
  2805.           w = wK
  2806.       else
  2807.           output the code for w
  2808.           add wK to the string table
  2809.           w = K
  2810.   endloop
  2811.  
  2812.   A sample run of LZW over a (highly redundant) input string can be seen in 
  2813. the diagram above.  The strings are built up character-by-character starting 
  2814. with a code value of 256.  LZW decompression takes the stream of codes and 
  2815. uses it to exactly recreate the original input data.  Just like the 
  2816. compression algorithm, the decompressor adds a new string to the dictionary 
  2817. each time it reads in a new code.  All it needs to do in addition is to 
  2818. translate each incoming code into a string and send it to the output.  A 
  2819. sample run of the LZW decompressor is shown in below.
  2820.  
  2821. Input code: /WED<256>E<260><261><257>B
  2822.  
  2823. Input code:        Output string:     New code value and associated string:
  2824.     /                  /            
  2825.     W                  W                      256 = /W
  2826.     E                  E                      257 = WE
  2827.     D                  D                      258 = ED
  2828.     256                /W                     259 = D/
  2829.     E                  E                      260 = /WE
  2830.     260                /WE                    261 = E/
  2831.     261                E/                     262 = /WEE
  2832.     257                WE                     263 = E/W
  2833.     B                  B                      264 = WEB
  2834.            
  2835.   The most remarkable feature of this type of compression is that the entire 
  2836. dictionary has been transmitted to the decoder without actually explicitly 
  2837. transmitting the dictionary.  At the end of the run, the decoder will have a 
  2838. dictionary identical to the one the encoder has, built up entirely as part of 
  2839. the decoding process.
  2840.     LZW is more commonly encountered today in a variant known as LZC, after 
  2841. its use in the UNIX "compress" program.  In this variant, pointers do not 
  2842. have a fixed length.  Rather, they start with a length of 9 bits, and then 
  2843. slowly grow to their maximum possible length once all the pointers of a 
  2844. particular size have been used up.  Furthermore, the dictionary is not frozen 
  2845. once it is full as for LZW - the program continually monitors compression 
  2846. performance, and once this starts decreasing the entire dictionary is 
  2847. discarded and rebuilt from scratch.  More recent schemes use some sort of 
  2848. least-recently-used algorithm to discard little-used phrases once the 
  2849. dictionary becomes full rather than throwing away the entire dictionary.  
  2850.  
  2851. Finally, not all schemes build up the dictionary by adding a single new 
  2852. character to the end of the current phrase. An alternative technique is to 
  2853. concatenate the previous two phrases (LZMW), which results in a faster 
  2854. buildup of longer phrases than the character-by-character buildup of the 
  2855. other methods.  The disadvantage of this method is that a more sophisticated 
  2856. data structure is needed to handle the dictionary.
  2857.  
  2858. [A good introduction to LZW, MW, AP and Y coding is given in the yabba
  2859. package. For ftp information, see question 2 in part one, file type .Y]
  2860.  
  2861.  
  2862. <The LZ77 family of compressors>
  2863.  
  2864.   LZ77-based schemes keep track of the last n bytes of data seen, and when a 
  2865. phrase is encountered that has already been seen, they output a pair of 
  2866. values corresponding to the position of the phrase in the previously-seen 
  2867. buffer of data, and the length of the phrase.  In effect the compressor moves 
  2868. a fixed-size *window* over the data (generally referred to as a *sliding 
  2869. window*), with the position part of the (position, length) pair referring to 
  2870. the position of the phrase within the window.  The most commonly used 
  2871. algorithms are derived from the LZSS scheme described by James Storer and 
  2872. Thomas Szymanski in 1982.  In this the compressor maintains a window of size 
  2873. N bytes and a *lookahead buffer* the contents of which it tries to find a 
  2874. match for in the window:
  2875.  
  2876.   while( lookAheadBuffer not empty )
  2877.       {
  2878.       get a pointer ( position, match ) to the longest match in the window
  2879.           for the lookahead buffer;
  2880.  
  2881.       if( length > MINIMUM_MATCH_LENGTH )
  2882.           {
  2883.           output a ( position, length ) pair;
  2884.           shift the window length characters along;
  2885.           }
  2886.       else
  2887.           {
  2888.           output the first character in the lookahead buffer;
  2889.           shift the window 1 character along;
  2890.           }
  2891.       }
  2892.         
  2893.   Decompression is simple and fast:  Whenever a ( position, length ) pair is 
  2894. encountered, go to that ( position ) in the window and copy ( length ) bytes 
  2895. to the output.
  2896.  
  2897.   Sliding-window-based schemes can be simplified by numbering the input text
  2898. characters mod N, in effect creating a circular buffer.  The sliding window
  2899. approach automatically creates the LRU effect which must be done explicitly in
  2900. LZ78 schemes.  Variants of this method apply additional compression to the
  2901. output of the LZSS compressor, which include a simple variable-length code
  2902. (LZB), dynamic Huffman coding (LZH), and Shannon-Fano coding (ZIP 1.x)), all
  2903. of which result in a certain degree of improvement over the basic scheme,
  2904. especially when the data are rather random and the LZSS compressor has little
  2905. effect.
  2906.   Recently an algorithm was developed which combines the ideas behind LZ77 and
  2907. LZ78 to produce a hybrid called LZFG.  LZFG uses the standard sliding window,
  2908. but stores the data in a modified trie data structure and produces as output
  2909. the position of the text in the trie.  Since LZFG only inserts complete
  2910. *phrases* into the dictionary, it should run faster than other LZ77-based
  2911. compressors.
  2912.  
  2913. All popular archivers (arj, lha, zip, zoo) are variations on the LZ77 theme.
  2914.  
  2915. ------------------------------------------------------------------------------
  2916.  
  2917. Subject: [71] Introduction to MPEG (long)
  2918.  
  2919.  
  2920. For MPEG players, see item 15 in part 1 of the FAQ.  Frank Gadegast
  2921. <phade@cs.tu-berlin.de> also posts a FAQ specialized in MPEG, available in
  2922. ftp.cs.tu-berlin.de:/pub/msdos/windows3/graphics/mpegfa*.zip.
  2923. Chad Fogg <cfogg@ole.cdac.com> also has another FAQ in preparation.
  2924.  
  2925. Introduction written by Mark Adler <madler@cco.caltech.edu> around  
  2926. January 1992 (and hence wildly out of date in this fast moving  
  2927. area--any volunteers to update this section are welcome):
  2928.  
  2929. Q. What is MPEG?
  2930. A. MPEG is a group of people that meet under ISO (the International
  2931.    Standards Organization) to generate standards for digital video
  2932.    (sequences of images in time) and audio compression.  In particular,
  2933.    they define a compressed bit stream, which implicitly defines a
  2934.    decompressor.  However, the compression algorithms are up to the
  2935.    individual manufacturers, and that is where proprietary advantage
  2936.    is obtained within the scope of a publicly available international
  2937.    standard.  MPEG meets roughly four times a year for roughly a week
  2938.    each time.  In between meetings, a great deal of work is done by
  2939.    the members, so it doesn't all happen at the meetings.  The work
  2940.    is organized and planned at the meetings.
  2941.  
  2942. Q. So what does MPEG stand for?
  2943. A. Moving Pictures Experts Group.
  2944.  
  2945. Q. Does it have anything to do with JPEG?
  2946. A. Well, it sounds the same, and they are part of the same subcommittee
  2947.    of ISO along with JBIG and MHEG, and they usually meet at the same
  2948.    place at the same time.  However, they are different sets of people
  2949.    with few or no common individual members, and they have different
  2950.    charters and requirements.  JPEG is for still image compression.
  2951.  
  2952. Q. Then what's JBIG and MHEG?
  2953. A. Sorry I mentioned them. Ok, I'll simply say that JBIG is for binary
  2954.    image compression (like faxes), and MHEG is for multi-media data
  2955.    standards (like integrating stills, video, audio, text, etc.).
  2956.    For an introduction to JBIG, see question 74 below.
  2957.  
  2958. Q. Ok, I'll stick to MPEG.  What has MPEG accomplished?
  2959. A. So far (as of January 1992), they have completed the "Committee
  2960.    Draft" of MPEG phase I, colloquially called MPEG I.  It defines
  2961.    a bit stream for compressed video and audio optimized to fit into
  2962.    a bandwidth (data rate) of 1.5 Mbits/s.  This rate is special
  2963.    because it is the data rate of (uncompressed) audio CD's and DAT's.
  2964.    The draft is in three parts, video, audio, and systems, where the
  2965.    last part gives the integration of the audio and video streams
  2966.    with the proper timestamping to allow synchronization of the two.
  2967.    They have also gotten well into MPEG phase II, whose task is to
  2968.    define a bitstream for video and audio coded at around 3 to 10
  2969.    Mbits/s.
  2970.  
  2971. Q. So how does MPEG I work?
  2972. A. First off, it starts with a relatively low resolution video
  2973.    sequence (possibly decimated from the original) of about 352 by
  2974.    240 frames by 30 frames/s (US--different numbers for Europe),
  2975.    but original high (CD) quality audio.  The images are in color,
  2976.    but converted to YUV space, and the two chrominance channels
  2977.    (U and V) are decimated further to 176 by 120 pixels.  It turns
  2978.    out that you can get away with a lot less resolution in those
  2979.    channels and not notice it, at least in "natural" (not computer
  2980.    generated) images.
  2981.  
  2982.    The basic scheme is to predict motion from frame to frame in the
  2983.    temporal direction, and then to use DCT's (discrete cosine
  2984.    transforms) to organize the redundancy in the spatial directions.
  2985.    The DCT's are done on 8x8 blocks, and the motion prediction is
  2986.    done in the luminance (Y) channel on 16x16 blocks.  In other words,
  2987.    given the 16x16 block in the current frame that you are trying to
  2988.    code, you look for a close match to that block in a previous or
  2989.    future frame (there are backward prediction modes where later
  2990.    frames are sent first to allow interpolating between frames).
  2991.    The DCT coefficients (of either the actual data, or the difference
  2992.    between this block and the close match) are "quantized", which
  2993.    means that you divide them by some value to drop bits off the
  2994.    bottom end.  Hopefully, many of the coefficients will then end up
  2995.    being zero.  The quantization can change for every "macroblock"
  2996.    (a macroblock is 16x16 of Y and the corresponding 8x8's in both
  2997.    U and V).  The results of all of this, which include the DCT
  2998.    coefficients, the motion vectors, and the quantization parameters
  2999.    (and other stuff) is Huffman coded using fixed tables.  The DCT
  3000.    coefficients have a special Huffman table that is "two-dimensional"
  3001.    in that one code specifies a run-length of zeros and the non-zero
  3002.    value that ended the run.  Also, the motion vectors and the DC
  3003.    DCT components are DPCM (subtracted from the last one) coded.
  3004.  
  3005. Q. So is each frame predicted from the last frame?
  3006. A. No.  The scheme is a little more complicated than that.  There are
  3007.    three types of coded frames.  There are "I" or intra frames.  They
  3008.    are simply a frame coded as a still image, not using any past
  3009.    history.  You have to start somewhere.  Then there are "P" or
  3010.    predicted frames.  They are predicted from the most recently
  3011.    reconstructed I or P frame.  (I'm describing this from the point
  3012.    of view of the decompressor.)  Each macroblock in a P frame can
  3013.    either come with a vector and difference DCT coefficients for a
  3014.    close match in the last I or P, or it can just be "intra" coded
  3015.    (like in the I frames) if there was no good match.
  3016.  
  3017.    Lastly, there are "B" or bidirectional frames.  They are predicted
  3018.    from the closest two I or P frames, one in the past and one in the
  3019.    future.  You search for matching blocks in those frames, and try
  3020.    three different things to see which works best.  (Now I have the
  3021.    point of view of the compressor, just to confuse you.)  You try using
  3022.    the forward vector, the backward vector, and you try averaging the
  3023.    two blocks from the future and past frames, and subtracting that from
  3024.    the block being coded.  If none of those work well, you can intra-
  3025.    code the block.
  3026.  
  3027.    The sequence of decoded frames usually goes like:
  3028.  
  3029.    IBBPBBPBBPBBIBBPBBPB...
  3030.  
  3031.    Where there are 12 frames from I to I (for US and Japan anyway.)
  3032.    This is based on a random access requirement that you need a
  3033.    starting point at least once every 0.4 seconds or so.  The ratio
  3034.    of P's to B's is based on experience.
  3035.  
  3036.    Of course, for the decoder to work, you have to send that first
  3037.    P *before* the first two B's, so the compressed data stream ends
  3038.    up looking like:
  3039.  
  3040.    0xx312645...
  3041.  
  3042.    where those are frame numbers.  xx might be nothing (if this is
  3043.    the true starting point), or it might be the B's of frames -2 and
  3044.    -1 if we're in the middle of the stream somewhere.
  3045.  
  3046.    You have to decode the I, then decode the P, keep both of those
  3047.    in memory, and then decode the two B's.  You probably display the
  3048.    I while you're decoding the P, and display the B's as you're
  3049.    decoding them, and then display the P as you're decoding the next
  3050.    P, and so on.
  3051.  
  3052. Q. You've got to be kidding.
  3053. A. No, really!
  3054.  
  3055. Q. Hmm.  Where did they get 352x240?
  3056. A. That derives from the CCIR-601 digital television standard which
  3057.    is used by professional digital video equipment.  It is (in the US)
  3058.    720 by 243 by 60 fields (not frames) per second, where the fields
  3059.    are interlaced when displayed.  (It is important to note though
  3060.    that fields are actually acquired and displayed a 60th of a second
  3061.    apart.)  The chrominance channels are 360 by 243 by 60 fields a
  3062.    second, again interlaced.  This degree of chrominance decimation
  3063.    (2:1 in the horizontal direction) is called 4:2:2.  The source
  3064.    input format for MPEG I, called SIF, is CCIR-601 decimated by 2:1
  3065.    in the horizontal direction, 2:1 in the time direction, and an
  3066.    additional 2:1 in the chrominance vertical direction.  And some
  3067.    lines are cut off to make sure things divide by 8 or 16 where
  3068.    needed.
  3069.  
  3070. Q. What if I'm in Europe?
  3071. A. For 50 Hz display standards (PAL, SECAM) change the number of lines
  3072.    in a field from 243 or 240 to 288, and change the display rate to
  3073.    50 fields/s or 25 frames/s.  Similarly, change the 120 lines in
  3074.    the decimated chrominance channels to 144 lines.  Since 288*50 is
  3075.    exactly equal to 240*60, the two formats have the same source data
  3076.    rate.
  3077.  
  3078. Q. You didn't mention anything about the audio compression.
  3079. A. Oh, right.  Well, I don't know as much about the audio compression.
  3080.    Basically they use very carefully developed psychoacoustic models
  3081.    derived from experiments with the best obtainable listeners to
  3082.    pick out pieces of the sound that you can't hear.  There are what
  3083.    are called "masking" effects where, for example, a large component
  3084.    at one frequency will prevent you from hearing lower energy parts
  3085.    at nearby frequencies, where the relative energy vs. frequency
  3086.    that is masked is described by some empirical curve.  There are
  3087.    similar temporal masking effects, as well as some more complicated
  3088.    interactions where a temporal effect can unmask a frequency, and
  3089.    vice-versa.
  3090.  
  3091.    The sound is broken up into spectral chunks with a hybrid scheme
  3092.    that combines sine transforms with subband transforms, and the
  3093.    psychoacoustic model written in terms of those chunks.  Whatever
  3094.    can be removed or reduced in precision is, and the remainder is
  3095.    sent.  It's a little more complicated than that, since the bits
  3096.    have to be allocated across the bands.  And, of course, what is
  3097.    sent is entropy coded.
  3098.  
  3099. Q. So how much does it compress?
  3100. A. As I mentioned before, audio CD data rates are about 1.5 Mbits/s.
  3101.    You can compress the same stereo program down to 256 Kbits/s with
  3102.    no loss in discernable quality.  (So they say.  For the most part
  3103.    it's true, but every once in a while a weird thing might happen
  3104.    that you'll notice.  However the effect is very small, and it takes
  3105.    a listener trained to notice these particular types of effects.)
  3106.    That's about 6:1 compression.  So, a CD MPEG I stream would have
  3107.    about 1.25 MBits/s left for video.  The number I usually see though
  3108.    is 1.15 MBits/s (maybe you need the rest for the system data
  3109.    stream).  You can then calculate the video compression ratio from
  3110.    the numbers here to be about 26:1.  If you step back and think
  3111.    about that, it's little short of a miracle.  Of course, it's lossy
  3112.    compression, but it can be pretty hard sometimes to see the loss,
  3113.    if you're comparing the SIF original to the SIF decompressed.  There
  3114.    is, however, a very noticeable loss if you're coming from CCIR-601
  3115.    and have to decimate to SIF, but that's another matter.  I'm not
  3116.    counting that in the 26:1.
  3117.  
  3118.    The standard also provides for other bit rates ranging from 32Kbits/s
  3119.    for a single channel, up to 448 Kbits/s for stereo.
  3120.  
  3121. Q. What's phase II?
  3122. A. As I said, there is a considerable loss of quality in going from
  3123.    CCIR-601 to SIF resolution.  For entertainment video, it's simply
  3124.    not acceptable.  You want to use more bits and code all or almost
  3125.    all the CCIR-601 data.  From subjective testing at the Japan
  3126.    meeting in November 1991, it seems that 4 MBits/s can give very
  3127.    good quality compared to the original CCIR-601 material.  The
  3128.    objective of phase II is to define a bit stream optimized for these
  3129.    resolutions and bit rates.
  3130.  
  3131. Q. Why not just scale up what you're doing with MPEG I?
  3132. A. The main difficulty is the interlacing.  The simplest way to extend
  3133.    MPEG I to interlaced material is to put the fields together into
  3134.    frames (720x486x30/s).  This results in bad motion artifacts that
  3135.    stem from the fact that moving objects are in different places
  3136.    in the two fields, and so don't line up in the frames.  Compressing
  3137.    and decompressing without taking that into account somehow tends to
  3138.    muddle the objects in the two different fields.
  3139.  
  3140.    The other thing you might try is to code the even and odd field
  3141.    streams separately.  This avoids the motion artifacts, but as you
  3142.    might imagine, doesn't get very good compression since you are not
  3143.    using the redundancy between the even and odd fields where there
  3144.    is not much motion (which is typically most of image).
  3145.  
  3146.    Or you can code it as a single stream of fields.  Or you can
  3147.    interpolate lines.  Or, etc. etc.  There are many things you can
  3148.    try, and the point of MPEG II is to figure out what works well.
  3149.    MPEG II is not limited to consider only derivations of MPEG I.
  3150.    There were several non-MPEG I-like schemes in the competition in
  3151.    November, and some aspects of those algorithms may or may not
  3152.    make it into the final standard for entertainment video compression.
  3153.  
  3154. Q. So what works?
  3155. A. Basically, derivations of MPEG I worked quite well, with one that
  3156.    used wavelet subband coding instead of DCT's that also worked very
  3157.    well.  Also among the worked-very-well's was a scheme that did not
  3158.    use B frames at all, just I and P's.  All of them, except maybe one,
  3159.    did some sort of adaptive frame/field coding, where a decision is
  3160.    made on a macroblock basis as to whether to code that one as one
  3161.    frame macroblock or as two field macroblocks.  Some other aspects
  3162.    are how to code I-frames--some suggest predicting the even field
  3163.    from the odd field.  Or you can predict evens from evens and odds
  3164.    or odds from evens and odds or any field from any other field, etc.
  3165.  
  3166. Q. So what works?
  3167. A. Ok, we're not really sure what works best yet.  The next step is
  3168.    to define a "test model" to start from, that incorporates most of
  3169.    the salient features of the worked-very-well proposals in a
  3170.    simple way.  Then experiments will be done on that test model,
  3171.    making a mod at a time, and seeing what makes it better and what
  3172.    makes it worse.  Example experiments are, B's or no B's, DCT vs.
  3173.    wavelets, various field prediction modes, etc.  The requirements,
  3174.    such as implementation cost, quality, random access, etc. will all
  3175.    feed into this process as well.
  3176.  
  3177. Q. When will all this be finished?
  3178. A. I don't know.  I'd have to hope in about a year or less.
  3179.  
  3180. Q. How do I join MPEG?
  3181. A. You don't join MPEG.  You have to participate in ISO as part of a
  3182.    national delegation.  How you get to be part of the national
  3183.    delegation is up to each nation.  I only know the U.S., where you
  3184.    have to attend the corresponding ANSI meetings to be able to
  3185.    attend the ISO meetings.  Your company or institution has to be
  3186.    willing to sink some bucks into travel since, naturally, these
  3187.    meetings are held all over the world.  (For example, Paris,
  3188.    Santa Clara, Kurihama Japan, Singapore, Haifa Israel, Rio de
  3189.    Janeiro, London, etc.)
  3190.  
  3191. Q. Well, then how do I get the documents, like the MPEG I draft?
  3192. A. MPEG is a draft ISO standard. It's exact name is ISO CD 11172.
  3193.    The draft consists of three parts: System, Video, and Audio. The
  3194.    System part (11172-1) deals with synchronization and multiplexing
  3195.    of audio-visual information, while the Video (11172-2) and Audio
  3196.    part (11172-3) address the video and the audio compression techniques
  3197.    respectively.
  3198.  
  3199.    You may order it from your national standards body (e.g. ANSI in
  3200.    the USA) or buy it from companies like
  3201.      OMNICOM
  3202.      phone +44 438 742424
  3203.      FAX +44 438 740154
  3204.  
  3205. ------------------------------------------------------------------------------
  3206.  
  3207. Subject: [72] What is wavelet theory?
  3208.  
  3209.  
  3210. Preprints and software are available by anonymous ftp from the
  3211. Yale Mathematics Department computer ceres.math.yale.edu[130.132.23.22],
  3212. in pub/wavelets and pub/software.
  3213.  
  3214. epic and hcompress are wavelet coders. (For source code, see item 15
  3215. in part one).
  3216.  
  3217. Bill Press of Harvard/CfA has made some things available for anonymous
  3218. ftp on cfata4.harvard.edu [128.103.40.79] in directory /pub. There is
  3219. a short TeX article on wavelet theory (wavelet.tex, to be included in
  3220. a future edition of Numerical Recipes), some sample wavelet code
  3221. (wavelet.f, in FORTRAN - sigh), and a beta version of an astronomical
  3222. image compression program which he is currently developing (FITS
  3223. format data files only, in fitspress08.tar.Z).
  3224.  
  3225. A mailing list dedicated to research on wavelets has been set up at the
  3226. University of South Carolina. To subscribe to this mailing list, send a
  3227. message with "subscribe" as the subject to wavelet@math.scarolina.edu.
  3228.  
  3229.  
  3230. A 5 minute course in wavelet transforms, by Richard Kirk <rak@crosfield.co.uk>:
  3231.  
  3232. Do you know what a Haar transform is? Its a transform to another orthonormal
  3233. space (like the DFT), but the basis functions are a set of square wave bursts
  3234. like this...
  3235.  
  3236.    +--+                         +------+
  3237.    +  |  +------------------    +      |      +--------------
  3238.       +--+                             +------+
  3239.  
  3240.          +--+                                 +------+
  3241.    ------+  |  +------------    --------------+      |      +
  3242.             +--+                                     +------+
  3243.  
  3244.                +--+             +-------------+
  3245.    ------------+  |  +------    +             |             +
  3246.                   +--+                        +-------------+
  3247.  
  3248.                      +--+       +---------------------------+
  3249.    ------------------+  |  +    +                           +
  3250.                         +--+
  3251.  
  3252. This is the set of functions for an 8-element 1-D Haar transform. You
  3253. can probably see how to extend this to higher orders and higher dimensions
  3254. yourself. This is dead easy to calculate, but it is not what is usually
  3255. understood by a wavelet transform.
  3256.  
  3257. If you look at the eight Haar functions you see we have four functions
  3258. that code the highest resolution detail, two functions that code the
  3259. coarser detail, one function that codes the coarser detail still, and the 
  3260. top function that codes the average value for the whole `image'.
  3261.  
  3262. Haar function can be used to code images instead of the DFT. With bilevel
  3263. images (such as text) the result can look better, and it is quicker to code.
  3264. Flattish regions, textures, and soft edges in scanned images get a nasty
  3265. `blocking' feel to them. This is obvious on hardcopy, but can be disguised on
  3266. color CRTs by the effects of the shadow mask. The DCT gives more consistent
  3267. results.
  3268.  
  3269. This connects up with another bit of maths sometimes called Multispectral
  3270. Image Analysis, sometimes called Image Pyramids.
  3271.  
  3272. Suppose you want to produce a discretely sampled image from a continuous 
  3273. function. You would do this by effectively `scanning' the function using a
  3274. sinc function [ sin(x)/x ] `aperture'. This was proved by Shannon in the 
  3275. `forties. You can do the same thing starting with a high resolution
  3276. discretely sampled image. You can then get a whole set of images showing 
  3277. the edges at different resolutions by differencing the image at one
  3278. resolution with another version at another resolution. If you have made this
  3279. set of images properly they ought to all add together to give the original 
  3280. image.
  3281.  
  3282. This is an expansion of data. Suppose you started off with a 1K*1K image.
  3283. You now may have a 64*64 low resolution image plus difference images at 128*128
  3284. 256*256, 512*512 and 1K*1K. 
  3285.  
  3286. Where has this extra data come from? If you look at the difference images you 
  3287. will see there is obviously some redundancy as most of the values are near 
  3288. zero. From the way we constructed the levels we know that locally the average
  3289. must approach zero in all levels but the top. We could then construct a set of
  3290. functions out of the sync functions at any level so that their total value 
  3291. at all higher levels is zero. This gives us an orthonormal set of basis 
  3292. functions for a transform. The transform resembles the Haar transform a bit,
  3293. but has symmetric wave pulses that decay away continuously in either direction
  3294. rather than square waves that cut off sharply. This transform is the
  3295. wavelet transform ( got to the point at last!! ).
  3296.  
  3297. These wavelet functions have been likened to the edge detecting functions
  3298. believed to be present in the human retina.
  3299.  
  3300.  
  3301. Loren I. Petrich <lip@s1.gov> adds that order 2 or 3 Daubechies
  3302. discrete wavelet transforms have a speed comparable to DCT's, and
  3303. usually achieve compression a factor of 2 better for the same image
  3304. quality than the JPEG 8*8 DCT. (See item 25 in part 1 of this FAQ for
  3305. references on fast DCT algorithms.)
  3306.  
  3307. ------------------------------------------------------------------------------
  3308.  
  3309. Subject: [73] What is the theoretical compression limit?
  3310.  
  3311.  
  3312. There is no compressor that is guaranteed to compress all possible input
  3313. files. If it compresses some files, then it must enlarge some others.
  3314. This can be proven by a simple counting argument (see question 9).
  3315.  
  3316. As an extreme example, the following algorithm achieves 100%
  3317. compression for one special input file and enlarges all other files by
  3318. only one bit:
  3319.  
  3320. - if the input data is <insert your favorite one here>, output an empty file.
  3321. - otherwise output one bit (zero or one) followed by the input data.
  3322.  
  3323. The concept of theoretical compression limit is meaningful only
  3324. if you have a model for your input data. See question 70 above
  3325. for some examples of data models.
  3326.  
  3327. ------------------------------------------------------------------------------
  3328.  
  3329. Subject: [74] Introduction to JBIG
  3330.  
  3331.  
  3332. A short introduction, written by Mark Adler <madler@cco.caltech.edu>:
  3333.  
  3334.   JBIG losslessly compresses binary (one-bit/pixel) images.  (The B stands
  3335.   for bi-level.)  Basically it models the redundancy in the image as the
  3336.   correlations of the pixel currently being coded with a set of nearby
  3337.   pixels called the template.  An example template might be the two
  3338.   pixels preceding this one on the same line, and the five pixels centered
  3339.   above this pixel on the previous line.  Note that this choice only
  3340.   involves pixels that have already been seen from a scanner.
  3341.  
  3342.   The current pixel is then arithmetically coded based on the eight-bit
  3343.   (including the pixel being coded) state so formed.  So there are (in this
  3344.   case) 256 contexts to be coded.  The arithmetic coder and probability
  3345.   estimator for the contexts are actually IBM's (patented) Q-coder.  The
  3346.   Q-coder uses low precision, rapidly adaptable (those two are related)
  3347.   probability estimation combined with a multiply-less arithmetic coder.
  3348.   The probability estimation is intimately tied to the interval calculations
  3349.   necessary for the arithmetic coding.
  3350.  
  3351.   JBIG actually goes beyond this and has adaptive templates, and probably
  3352.   some other bells and whistles I don't know about.  You can find a
  3353.   description of the Q-coder as well as the ancestor of JBIG in the Nov 88
  3354.   issue of the IBM Journal of Research and Development.  This is a very
  3355.   complete and well written set of five articles that describe the Q-coder
  3356.   and a bi-level image coder that uses the Q-coder.
  3357.  
  3358.   You can use JBIG on grey-scale or even color images by simply applying
  3359.   the algorithm one bit-plane at a time.  You would want to recode the
  3360.   grey or color levels first though, so that adjacent levels differ in
  3361.   only one bit (called Gray-coding).  I hear that this works well up to
  3362.   about six bits per pixel, beyond which JPEG's lossless mode works better.
  3363.   You need to use the Q-coder with JPEG also to get this performance.
  3364.  
  3365.   Actually no lossless mode works well beyond six bits per pixel, since
  3366.   those low bits tend to be noise, which doesn't compress at all.
  3367.  
  3368.   Anyway, the intent of JBIG is to replace the current, less effective
  3369.   group 3 and 4 fax algorithms.
  3370.  
  3371.  
  3372. Another introduction to JBIG, written by Hank van Bekkem <jbek@oce.nl>:
  3373.  
  3374.   The following description of the JBIG algorithm is derived from
  3375.   experiences with a software implementation I wrote following the
  3376.   specifications in the revision 4.1 draft of September 16, 1991. The
  3377.   source will not be made available in the public domain, as parts of
  3378.   JBIG are patented.
  3379.  
  3380.   JBIG (Joint Bi-level Image Experts Group) is an experts group of ISO,
  3381.   IEC and CCITT (JTC1/SC2/WG9 and SGVIII). Its job is to define a
  3382.   compression standard for lossless image coding ([1]). The main
  3383.   characteristics of the proposed algorithm are:
  3384.   - Compatible progressive/sequential coding. This means that a
  3385.     progressively coded image can be decoded sequentially, and the
  3386.     other way around.
  3387.   - JBIG will be a lossless image compression standard: all bits in
  3388.     your images before and after compression and decompression will be
  3389.     exactly the same.
  3390.  
  3391.   In the rest of this text I will first describe the JBIG algorithm in
  3392.   a short abstract of the draft. I will conclude by saying something
  3393.   about the value of JBIG.
  3394.  
  3395.  
  3396.   JBIG algorithm.
  3397.   --------------
  3398.  
  3399.   JBIG parameter P specifies the number of bits per pixel in the image.
  3400.   Its allowable range is 1 through 255, but starting at P=8 or so,
  3401.   compression will be more efficient using other algorithms. On the
  3402.   other hand, medical images such as chest X-rays are often stored with
  3403.   12 bits per pixel, while no distorsion is allowed, so JBIG can
  3404.   certainly be of use in this area. To limit the number of bit changes
  3405.   between adjacent decimal values (e.g. 127 and 128), it is wise to use
  3406.   Gray coding before compressing multi-level images with JBIG. JBIG
  3407.   then compresses the image on a bitplane basis, so the rest of this
  3408.   text assumes bi-level pixels.
  3409.  
  3410.   Progressive coding is a way to send an image gradually to a receiver
  3411.   instead of all at once. During sending, more detail is sent, and the
  3412.   receiver can build the image from low to high detail. JBIG uses
  3413.   discrete steps of detail by successively doubling the resolution. The
  3414.   sender computes a number of resolution layers D, and transmits these
  3415.   starting at the lowest resolution Dl. Resolution reduction uses
  3416.   pixels in the high resolution layer and some already computed low
  3417.   resolution pixels as an index into a lookup table. The contents of
  3418.   this table can be specified by the user.
  3419.  
  3420.   Compatibility between progressive and sequential coding is achieved
  3421.   by dividing an image into stripes. Each stripe is a horizontal bar
  3422.   with a user definable height. Each stripe is separately coded and
  3423.   transmitted, and the user can define in which order stripes,
  3424.   resolutions and bitplanes (if P>1) are intermixed in the coded data.
  3425.   A progressive coded image can be decoded sequentially by decoding
  3426.   each stripe, beginning by the one at the top of the image, to its
  3427.   full resolution, and then proceeding to the next stripe. Progressive
  3428.   decoding can be done by decoding only a specific resolution layer
  3429.   from all stripes.
  3430.  
  3431.   After dividing an image into bitplanes, resolution layers and
  3432.   stripes, eventually a number of small bi-level bitmaps are left to
  3433.   compress. Compression is done using a Q-coder. Reference [2]
  3434.   contains a full description, I will only outline the basic principles
  3435.   here.
  3436.  
  3437.   The Q-coder codes bi-level pixels as symbols using the probability of
  3438.   occurrence of these symbols in a certain context. JBIG defines two
  3439.   kinds of context, one for the lowest resolution layer (the base
  3440.   layer), and one for all other layers (differential layers).
  3441.   Differential layer contexts contain pixels in the layer to be coded,
  3442.   and in the corresponding lower resolution layer.
  3443.  
  3444.   For each combination of pixel values in a context, the probability
  3445.   distribution of black and white pixels can be different. In an all
  3446.   white context, the probability of coding a white pixel will be much
  3447.   greater than that of coding a black pixel. The Q-coder assigns, just
  3448.   like a Huffman coder, more bits to less probable symbols, and so
  3449.   achieves compression. The Q-coder can, unlike a Huffmann coder,
  3450.   assign one output codebit to more than one input symbol, and thus is
  3451.   able to compress bi-level pixels without explicit clustering, as
  3452.   would be necessary using a Huffman coder.
  3453.  
  3454.   Maximum compression will be achieved when all probabilities (one set
  3455.   for each combination of pixel values in the context) follow the
  3456.   probabilities of the pixels. The Q-coder therefore continuously
  3457.   adapts these probabilities to the symbols it sees.
  3458.  
  3459.  
  3460.   JBIG value.
  3461.   ----------
  3462.  
  3463.   In my opinion, JBIG can be regarded as two combined devices:
  3464.   - Providing the user the service of sending or storing multiple
  3465.     representations of images at different resolutions without any
  3466.     extra cost in storage. Differential layer contexts contain pixels
  3467.     in two resolution layers, and so enable the Q-coder to effectively
  3468.     code the difference in information between the two layers, instead
  3469.     of the information contained in every layer. This means that,
  3470.     within a margin of approximately 5%, the number of resolution
  3471.     layers doesn't effect the compression ratio.
  3472.   - Providing the user a very efficient compression algorithm, mainly
  3473.     for use with bi-level images. Compared to CCITT Group 4, JBIG is
  3474.     approximately 10% to 50% better on text and line art, and even
  3475.     better on halftones. JBIG is however, just like Group 4, somewhat
  3476.     sensitive to noise in images. This means that the compression ratio
  3477.     decreases when the amount of noise in your images increases.
  3478.  
  3479.   An example of an application would be browsing through an image
  3480.   database, e.g. an EDMS (engineering document management system).
  3481.   Large A0 size drawings at 300 dpi or so would be stored using five
  3482.   resolution layers. The lowest resolution layer would fit on a
  3483.   computer screen. Base layer compressed data would be stored at the
  3484.   beginning of the compressed file, thus making browsing through large
  3485.   numbers of compressed drawings possible by reading and decompressing
  3486.   just the first small part of all files. When the user stops browsing,
  3487.   the system could automatically start decompressing all remaining
  3488.   detail for printing at high resolution.
  3489.  
  3490.   [1] "Progressive Bi-level Image Compression, Revision 4.1", ISO/IEC
  3491.       JTC1/SC2/WG9, CD 11544, September 16, 1991
  3492.   [2] "An overview of the basic principles of the Q-coder adaptive
  3493.       binary arithmetic coder", W.B. Pennebaker, J.L. Mitchell, G.G.
  3494.       Langdon, R.B. Arps, IBM Journal of research and development,
  3495.       Vol.32, No.6, November 1988, pp. 771-726 (See also the other
  3496.       articles about the Q-coder in this issue)
  3497.  
  3498. ------------------------------------------------------------------------------
  3499.  
  3500. Subject: [75] Introduction to JPEG
  3501.  
  3502. Here is a brief overview of the inner workings of JPEG, plus some
  3503. references for more detailed information, written by Tom Lane
  3504. <tgl+@cs.cmu.edu>.  Please read item 19 in part 1 first.
  3505.  
  3506. JPEG works on either full-color or gray-scale images; it does not handle
  3507. bilevel (black and white) images, at least not efficiently.  It doesn't
  3508. handle colormapped images either; you have to pre-expand those into an
  3509. unmapped full-color representation.  JPEG works best on "continuous tone"
  3510. images; images with many sudden jumps in color values will not compress well.
  3511.  
  3512. There are a lot of parameters to the JPEG compression process.  By adjusting
  3513. the parameters, you can trade off compressed image size against reconstructed
  3514. image quality over a *very* wide range.  You can get image quality ranging
  3515. from op-art (at 100x smaller than the original 24-bit image) to quite
  3516. indistinguishable from the source (at about 3x smaller).  Usually the
  3517. threshold of visible difference from the source image is somewhere around 10x
  3518. to 20x smaller than the original, ie, 1 to 2 bits per pixel for color images.
  3519. Grayscale requires a little bit less space.
  3520.  
  3521. JPEG defines a "baseline" lossy algorithm, plus optional extensions for
  3522. progressive and hierarchical coding.  There is also a separate lossless
  3523. compression mode; this typically gives about 2:1 compression, ie about 12
  3524. bits per color pixel.  Most currently available JPEG hardware and software
  3525. handles only the baseline mode.
  3526.  
  3527.  
  3528. Here's the outline of the baseline compression algorithm:
  3529.  
  3530. 1. Transform the image into a suitable color space.  This is a no-op for
  3531. grayscale, but for color images you generally want to transform RGB into a
  3532. luminance/chrominance color space (YCbCr, YUV, etc).  The luminance component
  3533. is grayscale and the other two axes are color information.  The reason for
  3534. doing this is that you can afford to lose a lot more information in the
  3535. chrominance components than you can in the luminance component; the human eye
  3536. is not as sensitive to high-frequency color info as it is to high-frequency
  3537. luminance.  (See any TV system for precedents.)  You don't have to change the
  3538. color space if you don't want to, as the remainder of the algorithm works on
  3539. each color component independently, and doesn't care just what the data is.
  3540. However, compression will be less since you will have to code all the
  3541. components at luminance quality.
  3542.  
  3543. 2. (Optional) Downsample each component by averaging together groups of
  3544. pixels.  The luminance component is left at full resolution, while the color
  3545. components are usually reduced 2:1 horizontally and either 2:1 or 1:1 (no
  3546. change) vertically.  In JPEG-speak these alternatives are usually called
  3547. 2h2v and 2h1v sampling, but you may also see the terms "411" and "422"
  3548. sampling.  This step immediately reduces the data volume by one-half or
  3549. one-third, while having almost no impact on perceived quality.  (Obviously
  3550. this would not be true if you tried it in RGB color space...)  Note that
  3551. downsampling is not applicable to gray-scale data.
  3552.  
  3553. 3. Group the pixel values for each component into 8x8 blocks.  Transform each
  3554. 8x8 block through a discrete cosine transform (DCT); this is a relative of the
  3555. Fourier transform and likewise gives a frequency map, with 8x8 components.
  3556. Thus you now have numbers representing the average value in each block and
  3557. successively higher-frequency changes within the block.  The motivation for
  3558. doing this is that you can now throw away high-frequency information without
  3559. affecting low-frequency information.  (The DCT transform itself is reversible
  3560. except for roundoff error.)  See question 25 for fast DCT algorithms.
  3561.  
  3562. 4. In each block, divide each of the 64 frequency components by a separate
  3563. "quantization coefficient", and round the results to integers.  This is the
  3564. fundamental information-losing step.  A Q.C. of 1 loses no information;
  3565. larger Q.C.s lose successively more info.  The higher frequencies are normally
  3566. reduced much more than the lower.  (All 64 Q.C.s are parameters to the
  3567. compression process; tuning them for best results is a black art.  It seems
  3568. likely that the best values are yet to be discovered.  Most existing coders
  3569. use simple multiples of the example tables given in the JPEG standard.)
  3570.  
  3571. 5. Encode the reduced coefficients using either Huffman or arithmetic coding.
  3572. (Strictly speaking, baseline JPEG only allows Huffman coding; arithmetic
  3573. coding is an optional extension.)   Notice that this step is lossless, so it
  3574. doesn't affect image quality.  The arithmetic coding option uses Q-coding;
  3575. it is identical to the coder used in JBIG (see question 74).  Be aware that
  3576. Q-coding is patented.  Most existing implementations support only the Huffman
  3577. mode, so as to avoid license fees.  The arithmetic mode offers maybe 5 or 10%
  3578. better compression, which isn't enough to justify paying fees.
  3579.  
  3580. 6. Tack on appropriate headers, etc, and output the result.  In an
  3581. "interchange" JPEG file, all of the compression parameters are included
  3582. in the headers so that the decompressor can reverse the process.  For
  3583. specialized applications, the spec permits the parameters to be omitted
  3584. from the file; this saves several hundred bytes of overhead, but it means
  3585. that the decompressor must know what parameters the compressor used.
  3586.  
  3587.  
  3588. The decompression algorithm reverses this process, and typically adds some
  3589. smoothing steps to reduce pixel-to-pixel discontinuities.
  3590.  
  3591.  
  3592. Extensions:
  3593.  
  3594. The progressive mode is intended to support real-time transmission of images.
  3595. It allows the DCT coefficients to be sent incrementally in multiple "scans"
  3596. of the image.  With each scan, the decoder can produce a higher-quality
  3597. rendition of the image.  Thus a low-quality preview can be sent very quickly,
  3598. then refined as time allows.  Notice that the decoder must do essentially a
  3599. full JPEG decode cycle for each scan, so this scheme is useful only with fast
  3600. decoders (meaning dedicated hardware, at least at present).  However, the
  3601. total number of bits sent can actually be somewhat less than is necessary in
  3602. the baseline mode, especially if arithmetic coding is used.  So progressive
  3603. coding might be useful even if the decoder will simply save up the bits and
  3604. make only one output pass.
  3605.  
  3606. The hierarchical mode represents an image at multiple resolutions.  For
  3607. example, one could provide 512x512, 1024x1024, and 2048x2048 versions of the
  3608. image.  The higher-resolution images are coded as differences from the next
  3609. smaller image, and thus require many fewer bits than they would if stored
  3610. independently.  (However, the total number of bits will be greater than that
  3611. needed to store just the highest-resolution frame.)  Note that the individual
  3612. frames in a hierarchical sequence may be coded progressively if desired.
  3613.  
  3614.  
  3615. Lossless JPEG:
  3616.  
  3617. The separate lossless mode does not use DCT, since roundoff errors prevent a
  3618. DCT calculation from being lossless.  For the same reason, one would not
  3619. normally use colorspace conversion or downsampling, although these are
  3620. permitted by the standard.  The lossless mode simply codes the difference
  3621. between each pixel and the "predicted" value for the pixel.  The predicted
  3622. value is a simple function of the already-transmitted pixels just above and
  3623. to the left of the current one (eg, their average; 8 different predictor
  3624. functions are permitted).  The sequence of differences is encoded using the
  3625. same back end (Huffman or arithmetic) used in the lossy mode.
  3626.  
  3627. The main reason for providing a lossless option is that it makes a good
  3628. adjunct to the hierarchical mode: the final scan in a hierarchical sequence
  3629. can be a lossless coding of the remaining differences, to achieve overall
  3630. losslessness.  This isn't quite as useful as it may at first appear, because
  3631. exact losslessness is not guaranteed unless the encoder and decoder have
  3632. identical IDCT implementations (ie identical roundoff errors).
  3633.  
  3634.  
  3635. References:
  3636.  
  3637. For a good technical introduction to JPEG, see:
  3638.     Wallace, Gregory K.  "The JPEG Still Picture Compression Standard",
  3639.     Communications of the ACM, April 1991 (vol. 34 no. 4), pp. 30-44.
  3640. (Adjacent articles in that issue discuss MPEG motion picture compression,
  3641. applications of JPEG, and related topics.)  If you don't have the CACM issue
  3642. handy, a PostScript file containing a revised version of this article is
  3643. available at ftp.uu.net, graphics/jpeg/wallace.ps.Z.  The file (actually a
  3644. preprint for an article to appear in IEEE Trans. Consum. Elect.) omits the
  3645. sample images that appeared in CACM, but it includes corrections and some
  3646. added material.  Note: the Wallace article is copyright ACM and IEEE, and
  3647. it may not be used for commercial purposes.
  3648.  
  3649. An alternative, more leisurely explanation of JPEG can be found in "The Data
  3650. Compression Book" by Mark Nelson ([Nel 1991], see question 7).  This book
  3651. provides excellent introductions to many data compression methods including
  3652. JPEG, plus sample source code in C.  The JPEG-related source code is far from
  3653. industrial-strength, but it's a pretty good learning tool.
  3654.  
  3655. An excellent textbook about JPEG is "JPEG Still Image Data Compression
  3656. Standard" by William B. Pennebaker and Joan L. Mitchell.  Published by Van
  3657. Nostrand Reinhold, 1993, ISBN 0-442-01272-1.  650 pages, price US$59.95.
  3658. (VNR will accept credit card orders at 800/842-3636, or get your local
  3659. bookstore to order it.)  This book includes the complete text of the ISO
  3660. JPEG standards, DIS 10918-1 and draft DIS 10918-2.  Review by Tom Lane:
  3661. "This is by far the most complete exposition of JPEG in existence.  It's
  3662. written by two people who know what they are talking about: both serve on the
  3663. ISO JPEG standards committee.  If you want to know how JPEG works or why it
  3664. works that way, this is the book to have."
  3665.  
  3666. There are a number of errors in the first printing of the Pennebaker
  3667. & Mitchell book.  An errata list is available at ftp.uu.net:
  3668. graphics/jpeg/pm.errata.  At last report, all were fixed in the
  3669. second printing.
  3670.  
  3671. The official specification of JPEG is not currently available on-line.
  3672. I hear that CCITT specs may be on-line sometime soon, which would change this.
  3673. At the moment, your best bet is to buy the Pennebaker and Mitchell textbook.
  3674.  
  3675.  
  3676. Article: 8145 of comp.compression
  3677. Path: chorus!chorus.fr
  3678. From: jloup@chorus.fr (Jean-loup Gailly)
  3679. Newsgroups: comp.compression,comp.compression.research,news.answers,comp.answers
  3680. Subject: comp.compression Frequently Asked Questions (part 3/3)
  3681. Summary: *** READ THIS BEFORE POSTING ***
  3682. Keywords: data compression, FAQ
  3683. Message-ID: <compr3_15oct93@chorus.fr>
  3684. Date: 15 Oct 93 15:30:05 GMT
  3685. Expires: 30 Nov 93 16:17:20 GMT
  3686. References: <compr1_15oct93@chorus.fr> <compr2_15oct93@chorus.fr>
  3687. Sender: news@chorus.chorus.fr
  3688. Reply-To: jloup@chorus.fr
  3689. Followup-To: comp.compression
  3690. Lines: 573
  3691. Approved: news-answers-request@MIT.Edu
  3692. Supersedes: <compr3_15sep93@chorus.fr>
  3693. Xref: chorus comp.compression:8145 comp.compression.research:1096 news.answers:13180 comp.answers:2310
  3694.  
  3695. Archive-name: compression-faq/part3
  3696. Last-modified: Sep 15th, 1993
  3697.  
  3698. This file is part 3 of a set of Frequently Asked Questions for the
  3699. groups comp.compression and comp.compression.research.
  3700. If you did not get part 1 or 2, you can get them by ftp
  3701. on rtfm.mit.edu in directory
  3702.    /pub/usenet/news.answers/compression-faq
  3703.  
  3704. If you don't want to see this FAQ regularly, please add the subject
  3705. line to your kill file. If you have corrections or suggestions for
  3706. this FAQ, send them to Jean-loup Gailly <jloup@chorus.fr>.  Thank you.
  3707.  
  3708. Contents
  3709. ========
  3710.  
  3711. Part 3: (Long) list of image compression hardware
  3712.  
  3713. [85] Image compression hardware
  3714. [99] Acknowledgments
  3715.  
  3716.  
  3717. Search for "Subject: [#]" to get to question number # quickly. Some news
  3718. readers can also take advantage of the message digest format used here.
  3719.  
  3720. ------------------------------------------------------------------------------
  3721.  
  3722. Subject: [85] Image compression hardware
  3723.  
  3724. Here is a list of sources of image compression hardware (JPEG, MPEG,
  3725. H.261 and others), reposted with the author's permission.  The list is
  3726. probably a little dated already, but it is a good starting point for
  3727. seeking compression chips. (Please send corrections/additions to
  3728. jloup@chorus.fr). References are taken from:
  3729.  
  3730.    VIDEO COMPRESSION OPTIONS, IEEE CICC 6-May-92
  3731.    John J. Bloomer, jbloomer@crd.ge.com, Fathy F. Yassa, Aiman A. Abdel-Malek
  3732.    General Electric Corporate R&D, KWC317 Signals and Systems Laboratory
  3733.    PO Box 8, Schenectady NY, 12301
  3734.  
  3735. (Too many people have sent comments, corrections or additions so I am
  3736. just making a common acknowledgment here.)
  3737.  
  3738.  
  3739.  Pipelined Processors, Building Blocks (Chip Sets)
  3740.  -------------------------------------------------
  3741.  
  3742. STI3200, IMSA121, STI3208 - SGS-Thompson DCT processors.  602-867-6279
  3743.     - 3200 has multiple block size options, DC to 13.5 MHz
  3744.     - A121 8x8 fixed blocks, DC to 20MHz, add/sub loop, CCITT compatible
  3745.     - 3208 8x8 fixed blocks, DC to 40MHz, CCITT compatible at 20MHz
  3746.  
  3747. STI3220 - SGS-Thompson motion estimator (H.261, MPEG).  602-867-6279
  3748.     - 8-bit input pixels, 4-bit H and V vectors out
  3749.     - adjustable block size matcher (8x8, 8x16, 16x16)
  3750.     - +7/-8 search window
  3751.     - 5V, 2W at 18MHz (max), 68 pin PLCC
  3752.  
  3753. L64765 , L64735 , L64745 - 3-chip LSI Logic JPEG set.  408-433-4383
  3754.     - L64765 raster-to-block and color-space converter, jointly developed
  3755.           with Rapid Tech.
  3756.     - L64735 block DCT processor
  3757.     - L64745 JPEG coder support, stand-alone lossless DPCM codec, dynamic
  3758.           Huffman
  3759.     - 27 MB/s on CCIR601 frames
  3760.     - minimal support logic, color and gray scale
  3761.     - 68-pin PGA or PLCC, 27 and 20 MHz versions
  3762.  
  3763. L647*0 and L6471* families - LSI Logic H.621/MPEG pieces.  408-433-8000
  3764.     - L64720 motion estimator, 30/40MHz, 8x8, 16x16 blocks, 32x32 or 16x16 
  3765.           search window, 68-pin CPGA or PPGA
  3766.     - L64730 & 735 8x8 DCT processors (12 & 8-9 bits)
  3767.     - L64740 8x8 block quantization
  3768.     - L64760 intra/inter-frame coding decision
  3769.     - L64715 BCH error correction
  3770.     - L64750/L64751 variable length encode/decode (H.261-specific)
  3771.  
  3772. ZR36020 and ZR36031 - Zoran DCT processor & quantization/encoding. 408-986-1314
  3773.     - JPEG-like scheme using 16-bit, two's complement fixed point
  3774.           arithmetic
  3775.     - includes bit-rate controls for constant # of pictures per card
  3776.     - 7.4 MHz, < 1W, 20mW in standby mode, 7.5 frames/s (f/s)
  3777.     - 36020 - 44-pin plastic quad flatpack (PQFP) or 48-pin ceramic DIP
  3778.     - 36031 - 100-pin PQFP or 85-pin PGA.
  3779.     - co-developments with Fuji Photo Film Co. Ltd. digital IC-card
  3780.           camera market
  3781.  
  3782.     Does 2-passes of image: generate histogram for optimum Huffman
  3783.     tables and quantization compute step size (ala H.261 and
  3784.     MPEG-I) for each macroblock or minimum coded unit (MCU).
  3785.  
  3786.     JPEG-compatible codec expected soon.
  3787.  
  3788. LDM3104  - Olympus DCT coefficient encoder
  3789.     - constant rate, digital IC-card camera market
  3790.     - 750 mW, 25 mW standby, 100-poin QFP
  3791.  
  3792. TMC2312 - TRW quantizer/Huffman encoder, TMC2313 Huffman decoder/dequantizer
  3793.  
  3794. TMC2311 - TRW CMOS Fast Cosine Transform Processor.  
  3795.     - 12 Bits, 15 M pixels/s
  3796.     - complies with the CCITT SGXV ( e.g. JPEG, H.261 and MPEG )
  3797.     - includes an adder-subtractor for linear predictive coding
  3798.  
  3799. MN195901 - Matsushita Electric Industrial Co.   See ISSCC 1992
  3800.     - 16-bit, 60 MIP video signal processor
  3801.     - 25 uS instruction processing
  3802.     - on-board DCT and absolute differencing
  3803.     - Philips Signetics US fab.
  3804.  
  3805. HGCT - Ricoh CRC, Generalized Chen Transform demonstration chip.  408-281-1436
  3806.     - 2D JPEG/MPEG/H.261 compatible DCT
  3807.     - includes quantization
  3808.     - 30MHz, 15K gates
  3809.     - licensing possible
  3810.  
  3811. GCTX64000 - Graphic Communication Technology Corp. chipset
  3812.     - provides CCITT H.261
  3813.     - VLSI Technology and Hitachi supply H.261 codec core. 1 micron CMOS.
  3814.  
  3815. BT - British Telecommunications  plc., Martlesham labs designed
  3816.     - H.261 codec chipset, Motorola fab.
  3817.     - 13 chips total for codec.
  3818.  
  3819.  
  3820.  Pipelined Processors, Monolithic, Programmable
  3821.  ----------------------------------------------
  3822.  
  3823. Vision Processor - Integrated Information Technology Inc. 408-727-1885
  3824.     - generic DCT, motion compensated & entropy coding codec
  3825.     - microcode for still- and motion-video compression (JPEG, H.261 and
  3826.           MPEG1)
  3827.     - 1 micron CMOS, 20 MHz and 33 MHz, PGA and 84-pin QFP  
  3828.     - JPEG only and JPEG/H/261/MPEG versions available, H.261 at 30 f/s.  
  3829.     - used by Compression Labs, Inc. CDV teleconferencing system
  3830.     - rumored to be the heart of the AT&T picture phone
  3831.  
  3832. MN195901 - Matsushita Electric Industrial Corp
  3833.     - 40 MHz DSP, built-in DCT
  3834.     - 16-bit fixed-point
  3835.  
  3836. AVP1000 -  AT&T  JPEG, MPEG and H.261 codec chipset.  800-372-2447
  3837.     - 1400D decoder, 1400C system controller
  3838.     - 1300E H.261 (CIF, QCIF, CIF240) at 30 f/s, I-frame only MPEG.
  3839.     - 1400E is superset of 1300E, motion with 1/2 pixel resolution over +/-
  3840.           32 pixels
  3841.     - YCbCr video or digital input, on-board rate FIFOs, external RAM
  3842.           required
  3843.     - 0.75 micron, 50 MHz CMOS
  3844.  
  3845.     AVP1000 is from AT&T Microelectronics.  The AT&T chip set
  3846.     handles MPEG-1, H.261, and JPEG.  1400D has on board color
  3847.     space convertor.  Limited to 4Mb/s coded rate.  The DSP does
  3848.     the MUSICAM decoding (up to layer II ?)
  3849.  
  3850.  
  3851. 82750PB, 82750DB - Intel DVI  pixel and display YUV color space processors.
  3852.     - proprietary machine code employed for compression
  3853.     - usable for other algorithms (e.g., JPEG, H.261 or MPEG1 at reduced
  3854.           data rates)
  3855.  
  3856.  
  3857.  Pipelined Processors, Monolithic, Fixed Lossless - Entropy Coders, DPCM, VQ
  3858.  ---------------------------------------------------------------------------
  3859.  
  3860. DCP - Integrated Information Tech. Inc. Data Compressor Processor  408-727-1885
  3861.     - LZ codec with on-chip dictionary store
  3862.     - on-chip buffers supporting block moves
  3863.     - targeting disk drives and network controller markets
  3864.     - 3.3V, 84-pin PQFP
  3865.  
  3866. Mystic - HP's DC-LZ codec.  408-749-9500
  3867.  
  3868. AHA3210 - Advanced Hardware Architectures DC-LZ codec. 208-883-8000
  3869.     - two independent DMA ports for 10 MB/s compress, decompress &
  3870.           pass-thru
  3871.     - addressing allows up to 16 MB record compression
  3872.     - 20 MHz internal clock, 200 mW, 100-pin PQFP
  3873.     - interface to AHA5101/5121 QIC tape controller/formatter
  3874.     - HP licensee
  3875.  
  3876. AHA3xxx/xxy - Rice (UNC) algorithm, 20M samples/sec, 4 to 14 bits. 208-883-8000
  3877.  
  3878. CRM1000 - CERAM Inc. entropy codec, proprietary algorithm.  719-540-8500
  3879.  
  3880. Rice - UNC algorithm prototype, 180 Mb/s.  See IEEE CICC 1992
  3881.     - other CICC 1992 papers:
  3882.        +JS.E. Kerneny et.al. differential read, pyramidal output CCD
  3883.          + A. Aggoun et.al. DPCM processing
  3884.  
  3885. DCD - Philips Data Compressor Decompressor IC. 914-945-6000
  3886.     - See CICC 1990 proceedings, H. Blume, et.al.
  3887.     - LZ codec, 20 MHz clock
  3888.     - Internal FIFOs, separate input/output buses, max 10 Mword/s data in
  3889.     - 5 V CMOS, 175-pin PGA
  3890.  
  3891. 9705 - Second generation Stac Electronics accelerator chip.  619-431-7474
  3892.     - Stacker LZA compression scheme(LZ-based)
  3893.     - compress at approx. 2.5 MB/s, decompress at 6 MB/s (39+ faster than
  3894.           9704)
  3895.     - standby mode 300uA
  3896.     - embedded in tapes and disks (e.g., QIC-122 Ten X Technology
  3897.           512-346-8360)
  3898.     - file compression board & software:
  3899.         + for the PC/AT - from Stac
  3900.         + for the Macintosh - from Sigma Design 415-770-0100 (40 MHz 9703)
  3901.     - InfoChip Systems Inc. - proprietary string-matching technology
  3902.           408-727-0514
  3903.  
  3904. VCEP or OTI95C71/Am95C71 - Oak Technology Inc. 408-737-0888
  3905.     - AMD CCITT B&W fax image compression
  3906.  
  3907.  
  3908.  Pipelined Processors, Monolithic, Fixed Lossy
  3909.  ---------------------------------------------
  3910.  
  3911. MB86356B - Fujitsu LTD.
  3912.     - JPEG DIS 10918-1 baseline  codec
  3913.     - on-chip quantizer tables
  3914.     - 2.5M pixel/sec input, up to 10MB/sec output
  3915.     - supports progressive and DPCM lossless modes 
  3916.     - 135 pin PGA.
  3917.  
  3918. CL550-30 - C-Cube Microsystems 408-944-8103, louis_shay@c-cube.com
  3919.     - JPEG-8-R2 compliant baseline codec
  3920.     - 350-level pipeline, on-chip Huffman and quantizer table
  3921.     - 44.1 MB/sec (15 MB/sec for -10)
  3922.     - RGB, YUV, CMYK supported, CCIR 601 in real-time
  3923.     - 16/32-bit host interface 
  3924.     - 144 pin PGA or QFP, 2.5W at 29.41 MHz
  3925.  
  3926.     Limited to 2MB/sec (15Mb/s) coded rate.  35MHz PGA version
  3927.     available.  2:1 horizontal filter, on board programmable color
  3928.     space convertor.  Allows on pair of quantization tables to be
  3929.     loaded while other pair is used to code or decode data stream.
  3930.     Needs maintanence by host.
  3931.  
  3932. STI140 - SGS-Thompson JPEG baseline codec.  617-259-0300 [** Now cancelled **]
  3933.     - see CICC 1991 proceedings, M. Bolton.
  3934.     - 20 Mpixel/sec input, up to 20 MB/sec output
  3935.     - supports 24-bit color, 8-bit grey and 12-bit extended pixels
  3936.     - on chip Huffman and quantizer tables
  3937.     - 144 pin PQFP, 5V, < 2W., 10mW power-down mode
  3938.     - 1.2 micron, 3-layer metal CMOS, 20 MHz.    `
  3939.  
  3940. UVC7710 - UVC Corp. Integrated Multimedia Processor. Was 714-261-5336, out
  3941.           of business now.
  3942.     - proprietary, patented intra-frame compression, on-chip code tables
  3943.     - 20-35:1, 12.5 Mpixels/sec., compressed audio
  3944.     - includes much of the PC-AT (16-bit ISA) bus interface logic
  3945.     - 128 pin PJQFP plastic
  3946.  
  3947. CL950 - C-Cube/JVC implementation of the MPEG-JVC or extended mode MPEG2 
  3948.         announced.  6-9 Mb/sec.
  3949.  
  3950.     JVC mode is not MPEG-II compliant (there isn't an MPEG2 standard yet)
  3951.     but is an extension of MPEG1 at a higher rate plus interlace video
  3952.     handling.
  3953.  
  3954. CL450 - Announced June 1992.  Scaled down version of CL950, with 3Mb/sec
  3955.         limit.  Does not code or decode JPEG, only MPEG-I decoding.
  3956.  
  3957. CD-I - ASICs planned for CD-ROM, Compact Disk-Interactive defacto standards
  3958.     - CD-ROM XA - Sony-Philips-Motorola-Microsoft
  3959.     - CDTV -  Commodore.  YUV processing.
  3960.     - audio ADPCM encode/decode PC/AT boards available from Sony
  3961.           408-432-0190
  3962.  
  3963. Motorola MCD250 Full Motion Video Decoder.   512-928-5053.
  3964.     This is a CD-I MPEG Video decoder which requires only a single
  3965.     4Mbit DRAM for FMV decoding. Decodes System and Video Layers
  3966.     at up to 5Mbits/sec, converts from 24/25/30 fps IPB streams to
  3967.     25/30 fps output video in 24bit RGB/YUV format. Supports extra
  3968.     CD-I functions such as windowing and still picture mode.
  3969.     Targetted at low cost consumer applications such as CD-I,
  3970.     CD-Karaoke, Video-CD and cable TV.
  3971.  
  3972. Motorola MCD260 MPEG Audio Host Interface and DSP56001-33.  512-928-5053.
  3973.     The MCD260 is a low cost interface IC which goes between a 68K
  3974.     bus and a DSP56K and strips out the MPEG System Layer whilst also
  3975.     buffering and synchronising. A 33MHz 56001 with 8Kwords of DSPRAM
  3976.     decodes the MPEG Audio (Layer 1/II @ 44.1KHz, all modes and bit rates)
  3977.  
  3978.  
  3979.  Codecs Chips Under Development
  3980.  ------------------------------
  3981.  
  3982. MPEG1 codec chips due from - TI, Brooktree, Cypress Semiconductor, Motorola 
  3983. (successor to the DSP96002 Multimedia Engine), Xing Technology/Analog Devices, 
  3984. Sony and C-Cube
  3985.  
  3986.  
  3987. Windbond Electronics Corp. is developing a DSP chip for CD-I, MPEG and JPEG
  3988.  
  3989.  
  3990.  Using these Chips: Board Level Compression Hardware
  3991.  ------------------------------------------------------
  3992.  
  3993. + JPEG Using CL550
  3994.  
  3995. + JPEG Using Other Chip Sets
  3996.  
  3997. + DSP Chip Based JPEG/MPEG Solutions
  3998.  
  3999. + Integrated Compressed Digital Video Boards 
  4000.  
  4001.  
  4002.  JPEG Using CL550
  4003.  ---------------
  4004. C-Cube - 408-944-6300 ISA and NuBus boards 
  4005.     - for development and limited time-constraint applications
  4006.     - 1-2.5 MB/sec host bus constraints
  4007.     - Image Compression Interface (ISI) software for 3rd party CL550
  4008.           integration
  4009.  
  4010. VideoSpigot/SuperSqueeze - SuperMac Technology  408 541-6100
  4011.     - a CL550A on a NuBus board
  4012.     - 24 frame/s with CD-quality audio
  4013.     - reads from Winchester and magneto-optic drives
  4014.  
  4015. Fluency VSA-1000 - Fluent Machines, Inc. AT board set.  508 626-2144
  4016.     - compress/decompress real-time synced audio & video to a i386 PC
  4017.           Winchester
  4018.     - NTSC or PAL input, 320x240 pixels saved
  4019.     - uses i960 chip, no additional boards needed
  4020.     - M/S Windows support, 3rd party S/W (e.g., AimTech 603-883-0220)
  4021.  
  4022. Super Motion Compression - New Media Graphics  PC/AT board.  800 288-2207
  4023.     - 8Khz, 8-bit compressed audio
  4024.     - 30 f/s JPEG to & from disk
  4025.     - earlier reports: still-frame compression in several seconds per MB
  4026.  
  4027.  
  4028. Leadview  - Lead Tech Inc. AT board uses the CL550 to compress/decompress
  4029.             JFIF or JTIF format files
  4030.  
  4031. Monalisa - Opta Inc. AT board uses the CL550
  4032.  
  4033. Squeeze - Rapid Technology AT board
  4034.     - Integrated by a number of vendors into 3rd party multimedia,
  4035.           video-editing PC stations
  4036.  
  4037. Parallax Graphics - SBus, VME and PC-AT boards.  408-727-2220 or
  4038.           info@parallax.com
  4039.  
  4040. Chips and Technologies - JPEG development kit due.
  4041.  
  4042. Image Manipulation Systems, Inc - SBus compression/framebuffer/video I/O boards
  4043.     800-745-5602 or imsinfo%thumper@src.honeywell.com
  4044.  
  4045.  
  4046.  JPEG Using Other Chipsets
  4047.  -------------------------
  4048.  
  4049. Visionary - Rapid Technology JPEG AT board.  716-833-8534
  4050.     -  LSI Logic JPEG chips L647-35, -45 & -65
  4051.     - 30 f/s motion JPEG
  4052.     - 256x240 pixel compression and display from CCIR-601 input
  4053.     - private codec-frame buffer bus
  4054.     - also integrated with TrueVision multimedia hardware
  4055.  
  4056. Media 100  - Data Translation nonlinear video production system for the
  4057.           Macintosh  (QuickTime).  22 MB/s (PAL) and 18MB/s (NTSC) throughput.
  4058.  
  4059. Alice - Telephoto Communications Inc. 619-452-0903
  4060.     - Alice-H350 (PC/AT) and -H365 (PS/2) codec boards
  4061.     - use a 40 MHz TMS320C51 DSP and a IMSA121 DCT processor chip
  4062.     - JPEG (lossy and lossless), CCITT G3/G4, color and grey-scale images
  4063.  
  4064. Xing Technology - Hardware accelerator.  805-473-0145
  4065.     - compatible with their VT-Express JPEG Turbo Accelerator Software
  4066.  
  4067. Video/1 - PsiTech Inc. 714-968-7818
  4068.     - includes a 6U VME/VSB JPEG Processing Card 
  4069.     - compresses RS-170, NTSC, PAL or Secam video into 8 MB of on-board RAM
  4070.  
  4071.  
  4072.  DSP Chip Based JPEG/MPEG Solutions
  4073.  ----------------------------------
  4074.  
  4075. Optipac - Optivision Inc. PC/AT, ISA & VME codecs.  800-562-8934
  4076.     - JPEG (lossless and lossy), CCITT III/IV
  4077.     - 1 to 5 TMS32C025s
  4078.     - 512x400x16-bit images in < 1 sec.
  4079.  
  4080. XCeed ICDP-II - Micron Technology Inc. NuBus card
  4081.     - uses two AT&T Microelectronics DSP-16 DSP chips
  4082.     - driven by Storm Technologies PicturePress software
  4083.     - executes an enhanced JPEG algorithm at near-realtime.
  4084.  
  4085. PicturePress Accelerator - Storm Technology 415-691-1111 (see above)
  4086.     - also has a line of VME compression boards
  4087.     - Micro Dynamics Ltd. imaging systems use Storm accelerator
  4088.           301-589-6300
  4089.  
  4090. Picture Packer Accelerator - Video & Image Compression Corp.
  4091.     - AT and NuBus boards use the JPEG Open Standard and a TMS320C25
  4092.  
  4093. VideoPix - Software JPEG boards are offered by Sun Microsystems (S-Bus).
  4094.  
  4095. Phoenix System - T/one Inc. uses an Optivision Optipac 3250 to talk to a Storm 
  4096.                  Technologies NuBus PicturePress Accelerator to talk JPEG over 
  4097.                  analog phone lines.
  4098.  
  4099. Nextdimension - NeXt Computer Inc. 415-780-3912
  4100.     - 24+8-bit alpha, 640x480, 30 f/s decompression
  4101.     - CL550 version not shipping as announced. 
  4102.  
  4103. Spirit-40  - Sonitech International Inc. ISA card. 617-235-6824
  4104.     - two TMS320C40 DSPs for 80 MFLOPS
  4105.     - connect 16 boards in a hypercube for up to 1280 MFLOPS
  4106.     - JPEG, MPEG-1 audio and other voice coding applications included 
  4107.  
  4108. HardPak - CERAM Inc., ISA and EISA file compression board.  719-540-8500
  4109.     - 3.4 x 1.8 inch footprint (notebook, laptops)
  4110.     - 32KB on-board write-thru file compression cache
  4111.     - CERAM also has an SBus compressive swap-space accelerator for Suns
  4112.  
  4113. macDSP - Spectral Innovations, AT&T DSPC32-based accelerator.  408-727-1314
  4114.     - JPEG functions available
  4115.     - 30 MFLOPS on the NuBus
  4116.  
  4117.  
  4118. VCA-1  - Video compression accelerator for Sun workstations.
  4119.            Tel: (310)829-7733, FAX: (310)829-1694, Internet: spacecc@cerf.net
  4120.          Special-Purpose Hardware for Motion Estimation and DCTs
  4121.      Performs 8x8 DCTs in 21 microsec after first DCT at 52 microsec.*
  4122.      Performs 32x32 cross search for 16x16 block in 239 microsec.*
  4123.          (*Stated times are for a 25-MHz SBus.)
  4124.      Mounts in a single SBus slot.
  4125.      Included software allows user-transparent access.
  4126.      Price: $2,900 (subject to change without notice).
  4127.  
  4128.  Integrated Digital Video Boards - Miscellaneous Multimedia, Video Conferencing
  4129.  ------------------------------------------------------------------------------
  4130.  
  4131. VCI/oem - Vista Communication Instruments, Inc. +358 0 460 099
  4132.     - two AT-board H.261 video codec, PAL or NTSC cameras and monitors
  4133.     -56 kbps (64 kbps) to 2 Mbps, 64 kbps increments
  4134.     - H.221 framing and synchronizing     - H.241 network signalling 
  4135.     - H.200/AV.254 forthcoming standard for compressed audio
  4136.     - network interface boards available
  4137.  
  4138. MediaStation- VideoLogic Inc., JPEG compression board for ISA bus. 617-494-0530
  4139.     - works with VideoLogic DVA-4000/ISA motion video board, custom bus
  4140.     - CL-550 plus ADPCM and PCM audio support
  4141.     - Inmos Transputer for I/O scheduling
  4142.     - Microsoft Windows Multimedia Extensions and proprietary interfaces
  4143.  
  4144. DECspin - Digital Equipment CorpSound/Picture Information Network 508-493-5111
  4145.     - full motion, true-color (24-bit) and greyscale (8-bit black & white)
  4146.     - variable frame size and rate up to 640 x480 x30 NTSC true-color 
  4147.     - Internet or DECnet transmission and disk I/O of live synchronized
  4148.           video/audio
  4149.     - video teleconferencing using standard network protocols 
  4150.     - create and edit of audio and video sequences
  4151.     - voice grade live audio sequences
  4152.     - DECmedia DECvideo and DECaudio hardware and software required
  4153.  
  4154. ActionMedia II - Intel/IBM DVI PS/2 and PC/AT boards.  914-642-5472
  4155.     - i750 processor boards for capture and delivery systems
  4156.     - Microsoft programming support libraries
  4157.     - proprietary RTV and PLV compression algorithms resident, time and
  4158.           time/space VQ
  4159.     - Real Time  Video (RTV) algorithm 1.5 , effective 128x120 pixel
  4160.           sequence at 30 f/s.
  4161.     - RTV 1.0 is 128x240 at 10 f/s. 
  4162.     - Presentation Level Video (PLV) - extensive off-line processing,
  4163.           exploits inter-frame coherence.  
  4164.     - i750 processor capable of playing-back PLV-compressed 256x240
  4165.           sequences at 30 f/s. 
  4166.  
  4167. DVI Board - Fast Electronic U.S. Inc. laptop board.  508-655-3278
  4168.     - uses Intel i750 chipset
  4169.     - compress or decompress video at up to 30 f/s
  4170.  
  4171. EyeQ - New Video Corp. DVI boards for the Macintosh.  213-396-0282
  4172.     - uses Intel i750 chipset
  4173.     - 150 KB/s full-motion compressed video
  4174.     - T1 and Winchester integration paths
  4175.  
  4176. Copernicus 1000 & 2000 - DesignTech, 408-453-9510
  4177.     - DVI-based presentation and authoring systems 
  4178.  
  4179. Spectrum Signal Processing - DSP96002-based PC-AT board
  4180.     - up to four boards in cascade
  4181.     - other TI, Analog Devices and AT&T-based DSP offerings
  4182.  
  4183. Ariel Corp. - Dual DSP96002 PC-AT board with compression support.  201-429-2900
  4184.  
  4185. Capture I - UVC Corp., 16-bit ISA bus board.  was 714-261-5336, out
  4186.           of business now.
  4187.     - 30 f/s of 640/480 interlace capture and record (uses UVC7710)
  4188.     - NTSC or PAL input
  4189.     - VPC200/201 development board set - proprietary NTSC video codec
  4190.          (audio card required).  
  4191.  
  4192. Leadview  - Lead Technologies, Inc. accelerates an enhanced JPEG algorithm
  4193.    on ISA
  4194.  
  4195. IBM - near-term availability:
  4196.     (1) IBM United Kingdom and British Telecommunications plc. 
  4197.     - PC or PS/2 add-on boards by end of 1993
  4198.     - interface to ISDN 2 service (one or two 64kb/s channels)
  4199.     - BT also planning residential videophone product with GEC Marconi Ltd.
  4200.  
  4201. (2) IBM Japan PS/2 board 
  4202.     - uses GCTX64000 for H.261 
  4203.     - ISDN (narrowband 64kb/s ) and IEEE 802.5 LAN interfaces
  4204.  
  4205.  
  4206. Optibase 100 - Optibase, Inc. DSP-based compression/expansion boards.
  4207.    818-719-6566
  4208.     - supports JPEG
  4209.     - supports CCITT G.721 and ANSI T1.301 & T1.303  drafts (voice and
  4210.           music) 
  4211.     - and proprietary compression (AADCT, lossless)
  4212.  
  4213. Motorola - DSP56002 (fixed-point 40MHz version of the 56001)
  4214.  
  4215. AT&T JPEG coder (George Warner <warnergt@aloft.att.com>)
  4216.         - runs on a DSP3210 under the VCOS operating system.
  4217.       The coder can be used to simultaneously compress/decompress
  4218.       multiple images and/or be used in conjunction with other DSP
  4219.       modules to preprocess or postprocess the image data.
  4220.  
  4221.       Other modules available for the DSP3210 include audio coders
  4222.       (such as MPEG, SBC, CDXA, and G.722), modem/fax data pumps
  4223.       (V.32bis, V.22bis, and V.29), DTMF, call progress detection,
  4224.       sample rate conversion, and more.
  4225.  
  4226.  
  4227. MWave - TI, IBM, Intermetrics multimedia system, due from IBM in 1993. 
  4228.  
  4229. Misc. NuBus boards - RasterOps , Radius, Mass Microsystems, Orange Micro,
  4230. IBM M - - Motion.
  4231.  
  4232. P.OEM - Interated Systems Inc. fractal compression boards for the PC.
  4233. 404-840-0310
  4234.  
  4235. two desktop video conferencing products for Sparc's
  4236. with the Parallax XVIDEO board:
  4237.  
  4238. Communique! - desktop video conferencing products for Sparcs with the Parallax
  4239.               XVIDEO board:
  4240.         InSoft, Inc., 4718 Old Gettsburg Road, Executive Park West I, Suite 307
  4241.         Mechanicsburg, PA 17055, USA. email: info@insoft.com
  4242.         phone: 717-730-9501, fax: 717-730-9504
  4243.  
  4244. PSVC - desktop video conferencing products for Sparcs with the Parallax
  4245.               XVIDEO board:
  4246.     Paradise Software, Inc., 55 Princeton Heightstown Rd, Suite 109
  4247.     Princeton, NJ 08550, USA. email: support@paradise.com
  4248.     phone: 609-275-4475, fax: 609-275-4702
  4249.  
  4250. North Valley Research - video and other time-based media in a UNIX environment
  4251.         North Valley Research; 15262 NW Greenbriar Pkwy; Beaverton, OR  97006
  4252.         Phone (503) 531-5707, Fax (503) 690-2320. Todd Brunhoff <toddb@nvr.com>
  4253.  
  4254.  Boards Under Development
  4255.  ------------------------
  4256.  
  4257. Matrox - Matrox Studio line of PC boards will include a 64-bit MOVIE bus and
  4258.          JPEG compression.
  4259.  
  4260.  
  4261. ------------------------------------------------------------------------------
  4262.  
  4263. Subject: [99] Acknowledgments
  4264.  
  4265.  
  4266. There are too many people to cite. Thanks to all people who directly
  4267. or indirectly contributed to this FAQ.
  4268.  
  4269.  
  4270.