Формат JPEG для фотографий

Формат цифровых фотографий JPEG 1
Сжатие файлов фотографий формата JPEG 2
Преимущества фотографий формата JPEG 3
Недостатки формата JPEG для фотографий 4
Шкала качества фотографий формата JPEG 5
Как сохранять фотографии в формате JPEG 6

Сжатие файлов фотографий формата JPEG


Процесс сжатия цифровой фотографии в формате JPEG производится не сразу, а поэтапно. Первым делом цифровое изображение переводится из цветового пространства RGB в YCbCr. В нем компонента Y отвечает за яркость изображения и кодируется полностью. Компоненты Cb и Cr это цветоразностные каналы. Они уменьшают информацию о цвете (рис.1).

Соотношения цветов в формате JPEG для перевода фотографии из цветового пространства RGB в YCbCr

Рис.1 Соотношения цветов в формате JPEG для перевода фотографии из цветового пространства RGB в YCbCr.


Затем вся фотография разбивается на отдельные квадраты размером 8x8 пикселей и над каждым из них производится преобразование. При этом каждый квадрат в формате JPEG раскладывается на составные цвета для подсчета частоты появления их по всему полю фотографии.

Такой анализ позволяет выделить необходимую информацию о верхнем диапазоне цветового спектра изображения и частично от нее избавиться. При этом также отбрасывается и часть яркостной информации канала Y, связанная с каналами Cb и Cr. Это почти не заметно на фотографиях, но зато позволяет уменьшить размеры файлов формата JPEG.

Объем удаляемой из файла JPEG информации во время такой обработки сильно зависит от указанного уровня сжатия, и чем он больше, тем хуже качество фотографии. Полученное таким способом изображение уже ни когда нельзя вернуть к первоначальному виду. Именно по этой причине JPEG называется форматом сжатия с потерями (рис.2).

Пример увеличенного фрагмента фотографии формата JPEG с разным уровнем сжатия

Рис.2 Пример увеличенного фрагмента фотографии формата JPEG с разным уровнем сжатия.


На завершающем этапе сжатия фотографии в формате JPEG кодируются цвета и яркость изображения. При этом сохраняются только отличия 64-х пиксельных квадратов, а вся одинаковая информация удаляется. Затем результаты такого кодирования представляются числами, которые тоже сжимаются по специальному алгоритму.

Размер файла после сжатия фотографии в формате JPEG по сравнению с исходным файлом напрямую зависит от детализации изображения и чем больше мелких деталей, тем больше размер файла. Лучше сжимаются те фотографии, где меньше шума и больше плавных цветовых и яркостных переходов. Чем выше контраст, тем хуже сжимается фотография (рис.3).

Файлы этих изображений в формате TIFF имеют размеры 168 Кб. В формате JPEG левая фотография имеет размер 12 Кб, а правая 29 Кб. Разница между изображениями только в цветовом шуме.

Рис.3 Файлы этих изображений в формате TIFF имеют размеры 168 Кб. В формате JPEG левая фотография имеет размер 12 Кб, а правая 29 Кб. Разница между изображениями только в цветовом шуме.


Для просмотра фотографий закодированных в формате JPEG сначала их надо декодировать. Этот процесс выполняется специальной программой также поэтапно, но в обратном кодированию порядке. При этом переход из пространства YCbCr обратно в RGB проходит уже по другим заранее определенным соотношениям (рис.4).

Соотношения компонентов YCbCr в формате JPEG для перевода фотографии обратно в пространство RGB

Рис.4 Соотношения компонентов YCbCr в формате JPEG для перевода фотографии обратно в пространство RGB.

Комментарии  

# kmfnhJep 06.09.2018 19:54
Спасибо.
Ответить
# Гость 19.01.2019 23:15
Как много тонкостей...
Ответить

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

Дополнительная информация