El principio y el proceso del método de compresión JPEG sin pérdidas.
Puedes aumentar o disminuir el nivel de compresión de los archivos JPEG. Sin embargo, el tamaño del archivo va en detrimento de la calidad de la imagen. La relación de compresión puede llegar a 100:1. (El formato JPEG puede comprimir fácilmente archivos en una proporción de 10:1 a 20:1 sin pérdida de calidad de imagen). La compresión JPEG puede manejar muy bien fotografías realistas. Sin embargo, la compresión JPEG no puede proporcionar resultados ideales para trabajos simples con pocos colores, fuerte contraste, bordes de colores sólidos o grandes áreas de colores sólidos. A veces, la relación de compresión será tan baja como 5:1, perdiendo gravemente la integridad de la imagen. La razón de esta pérdida es que el esquema de compresión JPEG comprime bien tonos similares, pero no maneja bien diferencias fuertes en brillo o áreas de color sólido.
Ventajas: Las obras fotográficas o realistas admiten compresión avanzada.
El tamaño del archivo se puede controlar mediante una relación de compresión variable.
Se admite el entrelazado (para archivos JPEG progresivos).
Amplio soporte para estándares de Internet.
Desventajas: La compresión con pérdida reduce la calidad de los datos de la imagen original.
Cuando edites y vuelvas a guardar un archivo JPEG, el JPEG combinará la calidad de los datos de la imagen original. Esta caída es acumulativa.
JPEG no es adecuado para imágenes simples con pocos colores, grandes áreas de colores similares o diferencias obvias de brillo.
El formato JPG es un formato de imagen, lo que lo convierte en un formato de imagen común. Si su imagen está en otro formato, puede convertirla mediante los siguientes métodos:
1. Photoshop, después de abrir la imagen, presione Guardar como y seleccione el formato JPG entre los siguientes formatos. Este método es relativamente simple y adecuado para la conversión de imágenes con mejor calidad de imagen y mayores requisitos.
2. Si sus requisitos no son altos, puede seleccionar directamente el formato JPG a través del programa de imágenes que viene con Windows. Si se convierte de esta manera, la calidad de la imagen es promedio, pero en Internet, ¡está bien!
Este método también se aplica si el formato JPG se convierte a otros formatos.
JPEG (Joint Photographic Experts Group) está compuesto por ISO (Organización Internacional de Normalización) y CCITT (Comité Asesor Internacional). El primer estándar internacional de compresión de imágenes digitales para imágenes fijas establecido por ional Telephone and Telegraph, y el estándar de compresión de imágenes más utilizado hasta la fecha. JPEG puede proporcionar compresión con pérdida, por lo que la relación de compresión puede alcanzar un nivel que otros algoritmos de compresión tradicionales no pueden igualar.
Los modos de compresión JPEG son los siguientes:
Codificación secuencial (codificación secuencial)
La imagen se procesa de izquierda a derecha y de arriba a abajo a la vez.
Codificación progresiva (codificación progresiva)
Cuando el tiempo de transmisión de la imagen es largo, la imagen se puede procesar varias veces para transferir la imagen de borrosa a clara (el efecto es similar a ese en Internet transferir GIF).
Codificación sin pérdidas (codificación sin pérdidas)
Codificación gradual (codificación nivelada)
Las imágenes se comprimen en múltiples resoluciones, por lo que las imágenes de alta resolución también se pueden mostrar en Dispositivos de baja resolución.
Debido a que la compresión JPEG sin pérdidas no es mejor que otros métodos de compresión, nos centramos en su compresión con pérdidas. Tomando como ejemplo imágenes en color de 24 bits, los pasos de compresión JPEG se dividen en:
1 Conversión de color
2 Transformación DCT
Cuantización
Codificación
1. Conversión de color
Debido a que JPEG solo admite la estructura de datos del modo de color YUV y no admite la estructura de datos de la imagen RGB, el color El modo debe convertirse antes de comprimir la imagen en color. La conversión de cada valor se puede calcular mediante la siguiente fórmula de conversión:
y = 0.299 r+0.587g+0.114B
u =-0.169 r-0.3313G+0.5B< /p >
v = 0.5R-0.4187g-0.0813B
Donde y representa el brillo, u y v representan el color.
Una vez completada la conversión, es necesario realizar un muestreo de datos. La relación de muestreo comúnmente utilizada es 2: 1: 1 o 4: 2: 2. Una vez completado este trabajo, solo se conservará una fila de cada dos filas de datos, por lo que la cantidad de datos de la imagen muestreada se comprimirá a la mitad de su tamaño original.
2. Transformada DCT
DCT (Transformada de Coseno Discreto) es un proceso de transformación de señales de imagen en el dominio de la frecuencia para separar información de alta y baja frecuencia. Luego, la parte de alta frecuencia de la imagen (es decir, los detalles de la imagen) se comprime para lograr el propósito de comprimir los datos de la imagen.
Primero, divide la imagen en varias matrices de 8*8. Luego realice la transformación DCT en cada matriz (se omite la fórmula de transformación). Después de la transformación, se obtiene una matriz de coeficientes de frecuencia, en la que los coeficientes de frecuencia son todos números de punto flotante.
Cuantización
Debido a que los libros de códigos utilizados en el proceso de codificación posterior son todos números enteros, los coeficientes de frecuencia transformados deben cuantificarse y convertirse a números enteros.
Después de la cuantificación de los datos, los datos de la matriz son aproximados y diferentes de los datos de la imagen original. Esta diferencia es la principal causa de la distorsión de la imagen después de la compresión.
En este proceso, la selección de factores de calidad es muy importante. Si el valor es demasiado grande, la relación de compresión se puede mejorar considerablemente, pero la calidad de la imagen será deficiente; por el contrario, cuanto menor sea el factor de calidad (el valor mínimo es 1), mejor será la calidad de reconstrucción de la imagen, pero menor; la relación de compresión. En este sentido, ISO ha desarrollado un conjunto de valores de cuantificación estándar para implementadores de código JPEG.
Codificación
Del proceso anterior, podemos ver que la imagen no se comprime más desde la conversión de color hasta la codificación. Se puede decir que la transformación DCT y la cuantificación se preparan para la etapa de codificación.
Hay dos mecanismos de codificación: uno es la codificación de ejecución de valor cero; el segundo es la codificación de entropía.
En JPEG se utiliza una secuencia en zigzag, es decir, los elementos de la matriz están dispuestos con una "Z" en la dirección normal de la diagonal de la matriz. La ventaja de esto es que los elementos con valores más grandes cerca de la esquina superior izquierda de la matriz están dispuestos delante de los trazos, mientras que los elementos de la matriz dispuestos detrás de los trazos tienen valores básicamente cero. La codificación de longitud de trazo es un método de codificación muy simple y de uso común, que no se describirá en detalle aquí.
La codificación es en realidad un método de codificación basado en características estadísticas. Se permite la codificación Huffman o la codificación aritmética en JPEG.