Tạo hình ảnh ít nén nhất


13

"Một bức tranh đáng giá ngàn lời nói". Từ trung bình dài khoảng bốn ký tự, vì vậy một hình ảnh truyền tải 4kB thông tin. Nhưng bao nhiêu entropy , thay vì thông tin, một bức tranh có thể truyền tải?

Nhiệm vụ của bạn là tạo ra một hình ảnh, có kích thước chính xác 4.000 byte, với entropy cao nhất có thể. Bạn có thể sử dụng bất kỳ ngôn ngữ, thư viện hoặc định dạng hình ảnh nào bạn chọn và bạn có thể xuất ra bảng điều khiển hoặc vào một tệp miễn là bạn tải lên hình ảnh của mình ở đây.

Chấm điểm

Điểm của bạn là tỷ lệ nén (kích thước nén 4000)) khi hình ảnh của bạn được nén với GNU tarphiên bản 1.28 và gzipphiên bản 1.6, sử dụng thuật toán DEFLATE và cài đặt mặc định - cụ thể là lệnh tar -czvf out.tar.gz image. Tỷ lệ nén nhỏ nhất sẽ thắng.


1
tarbao gồm siêu dữ liệu, bao gồm mtime, trong các tệp đầu ra theo mặc định. Điều này ảnh hưởng đến kích thước tệp nén cuối cùng - một số mtimes nén tốt hơn các tệp khác. Thay đổi lệnh để gzip -n imagelàm cho kích thước đầu ra xác định bất kể mtime (và tên tệp đầu vào).
Nnnes

1
Đừng bận tâm, gzip -n imagekhông thể tạo ra một tệp lớn hơn 4023 byte với đầu vào 4000 byte. Nó cần 10 byte cho tiêu đề, 8 cho chân trang, 1 cho tiêu đề và phần đệm khối DEFLATE và 4 cho kích thước khối DEFLATE; phần còn lại chỉ được lưu trữ dưới dạng byte không nén. Hầu hết các tệp bao gồm các bit ngẫu nhiên được lưu trữ không nén, như chúng nên được.
Nnnes

Tôi có thể xác nhận rằng. Thay vì nén trở nên tồi tệ hơn khi tăng entropy, nó chỉ gắn cờ rằng dữ liệu nên được lưu trữ không nén. Deflate thêm 2 byte vào dữ liệu. Gzip thêm phần còn lại.
Mark Jeronimus

Câu trả lời:


4

0,9514747859 (đầu ra 4204 byte)

tiếng ồn

Lưu ý: hình ảnh trên không phải là tập tin thực tế tôi đã sử dụng, mà nó là hình ảnh.

Đây là một hexdump của tệp: https://gist.github.com/pommicket/cf2982e8ecf09a4de89d3a849526c64b

Tệp có định dạng netpbm và có thể được tạo bằng mã C này:

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

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

Hạt giống ngẫu nhiên phải được truyền vào chương trình. Sau khi thử một số hạt giống, tôi đã nhận được một hạt tạo ra tệp nén được 4204 byte. Như Nnnes đã chỉ ra, tarsẽ bao gồm siêu dữ liệu trong tệp, vì vậy kết quả của bạn có thể khác với tôi.

netpbm không được hỗ trợ ở mọi nơi, nhưng nó hoạt động với fantemagick convert(vì vậy chỉ cần làm convert image.pgm image.pngđể biến nó thành png).

Tại sao hình ảnh / định dạng này?

Một tệp bao gồm các byte hoàn toàn ngẫu nhiên rất khó nén (trên thực tế, bất kỳ thuật toán nén nào có thể sẽ làm trung bình, không tốt hơn là không nén cho các tệp ngẫu nhiên). Nội dung của tệp thực tế chỉ được P5 2 1993theo sau bởi 3986 byte ngẫu nhiên, đó là lý do tại sao gzip có thời gian khó nén như vậy.


Vì một số lý do, tôi không thể đi hơn 4201 trên cụm của mình. Vì tò mò, hạt giống bạn đã sử dụng là gì?
Krzysztof Szewchot

@KrzysztofSzewchot không phải về hạt giống, mà là về định dạng hình ảnh. Các tiêu đề của PNG của bạn bao gồm rất nhiều byte xác định, vì vậy chúng dễ dàng nén.
Grimmy

@Grimy hm, được rồi, tôi sẽ chuyển đổi định dạng sang định dạng RAW. Tôi không mong đợi khoảng tám byte có ảnh hưởng lớn đến hình ảnh.
Krzysztof Szewchot

2
@KrzysztofSzewchot Có khả năng nhiều hơn 8 byte dữ liệu không ngẫu nhiên trong một tệp PNG ngẫu nhiên . Mức tối thiểu là bao gồm các tập tin chữ ký tiếp theo là IHDR, IDATIENDkhối, nhưng hầu hết máy phát PNG sẽ bao gồm một vài khối không bắt buộc có khả năng nén khá tốt - như cáu bẩn nói - ngoại trừ có lẽ của CRC có thể được giả định khá ngẫu nhiên
Arnauld

Vâng, tôi sẽ xem xét điều này. Thành thật tôi đã đi thử và sai ở đây, và đó là lỗi của tôi.
Krzysztof Szewchot

4

Brainfuck, nén 4201 byte.

Định dạng hình ảnh được sử dụng là PNG. Tôi khá chắc chắn rằng thử thách đã kết thúc bởi vì tôi để lại 4 trường hợp sửa đổi kịch bản qua đêm.

Giải thích

Vì vậy, làm thế nào nó hoạt động?

Sử dụng chương trình Java Tôi đang tạo tệp JPG. Sau đó, nó được nén và kích thước của nó đang được kiểm tra nhắc tôi sẽ giữ nó. Tôi đã chạy tập lệnh này một lúc và nó tạo cho tôi một vài tar.gztệp với các kích cỡ khác nhau. Sau đó, sau khi một người chiến thắng mới được tìm thấy, mã Brainfuck được tạo lại.

Tập lệnh Bash được sử dụng:

#!/bin/bash

max=0

while true; do

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

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

Ảnh chụp màn hình của chương trình đang chạy:

văn bản thay thế

Nó có thể hoàn toàn tự động loại bỏ việc đọc và giữ hoàn toàn, nhưng tôi muốn có quyền kiểm soát nó.

Mật mã

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