JPEG расшифровывается как Joint Photographic Experts Group (Объединенная группа экспертов по фотографии).
JPEG – это тип сжатия цифровых изображений. Кроме того, он известен как формат изображений, но это совершенно неверно, потому что JPEG – это метод сжатия изображений, он используется для многих форматов файлов, таких как EPS, PDF и даже файлы TIFF.
Этот метод сжатия изображений разработан «Объединенной группой экспертов по фотографии», поэтому он называется JPEG. Это сжатие использует алгоритм сжатия с потерями, так что некоторая информация удаляется из изображения при сжатии. Стандарт JPEG работает путем усреднения цветовых вариаций и отбрасывания информации, которую человеческий глаз не может увидеть.
Как работает сжатие JPEG
JPEG сжимается в полноцветные изображения или изображения в градациях серого. В случае цветных изображений RGB преобразуется в цветовое пространство яркости или цветности.
Сжатие JPEG работает путем определения похожих цветовых областей внутри изображения и преобразования их в фактически один и тот же цветовой код. JPEG использует метод DCT (дискретное косинусное преобразование) для сжатия и преобразования.
Шаги сжатия JPEG:
- Необработанное изображение сначала преобразуется в другую цветовую модель, которая отделяет цвет пикселя от его яркости.
- Изображение разделяется на небольшие блоки размером 8×8, каждый блок называется пикселем.
- Затем RGB преобразуется в Y-Cb-Cr, JPEG использует модель Y-Cb-Cr вместо RGB.
- После этого DCT применяется к каждому блоку пикселей и преобразует изображение из пространственной области в частотную область.
Формула, по которой работает метод DCT:
- Затем создаётся результирующее изображение, так как человеческий глаз не может видеть высокую частоту, поэтому для создания применяется низкое квантование.
- После квантования выполняется зигзагообразное сканирование этих квантованных блоков 8×8 для группировки низкочастотных коэффициентов.
- Затем коэффициенты кодируются с помощью алгоритма кодирования длины серии и Хаффмана, чтобы получить окончательное изображение.
Немного истории JPEG
В 1982 году ISO (Международная организация по стандартизации) сформировала Группу экспертов по фотографии для исследования способов передачи видео и неподвижных изображений по каналам передачи данных.
Три года спустя CCITT сформировал группу для работы над техникой сжатия изображений. Затем, в 1987 году, две группы объединились и создали ещё одну группу под названием Объединенная группа экспертов по фотографии (JPEG). Затем все они работали над новым стандартом, который использует сжатие данных для уменьшения размера графического файла.
В 1992 году был создан JPEG, а последняя версия выпущена в 1994 году.
Характеристики формата JPEG
- Основные характеристики JPEG заключаются в том, что он использует метод сжатия с потерями, поэтому размер изображения меньше.
- Стандарт JPEG работает путём усреднения цветовых вариаций и отбрасывания информации, которую человеческий глаз не может видеть, чтобы уменьшить размер изображения. Для этого используется сжатие с потерями.
- JPEG имеет улучшенный способ сжатия файла, который автоматически просматривает файл и выбирает лучший способ его сжатия.
- JPEG состоит из нескольких отдельных частей:
- JPEG-ISO/IEC 10918-1: определяет основную технологию кодирования JPEG и включает варианты кодирования фотографических изображений.
- JPEG-ISO/IEC 10918-2: в этой части есть несколько правил тестирования программного обеспечения.
- JPEG-ISO/IEC 10918-3: эта часть определяет набор расширений технологий кодирования части 1, включая формат файла обмена неподвижными изображениями (SPIFF).
- JPEG-ISO/IEC 10918-4: эта часть посвящена регистрации файлов с расширениями JPEG.
- JPEG-ISO/IEC 10918-5: это формат файла, известный как формат обмена файлами JPEG (JFIF).
- JPEG может работать с несколькими файлами, то есть работать с несколькими изображениями одновременно.
Преимущества JPEG
- Он имеет очень хорошую степень сжатия, приемлемое качество изображения, а также имеет хорошую скорость передачи.
- Стандарт JPEG поддерживает 24-битный цвет до 16 миллионов цветов, поэтому разрешение на максимальном уровне превосходно.
- Файлы JPEG очень маленькие по размеру, но в зависимости от размера качество сохраняется. Таким образом, мы можем сэкономить место на диске при сохранении файлов JPEG, не влияя на качество изображения.
- Время обработки изображения намного меньше, чем в других стандартах изображения.
- Подходит для полноцветных реалистичных изображений с большим количеством цветовых и контрастных переходов.
- JPEG совместим со всеми компьютерами, мобильными устройствами, фотоаппаратами, а также фоторедакторами.
- Пользователь может самостоятельно выбрать соотношение качества изображения в формате JPEG.
- Для печати любого изображения не требуется редактирование, файлы JPEG можно распечатывать непосредственно с камер без редактирования.
Недостатки JPEG
- Изображение может потерять важные детали из-за сжатия с потерями, то есть изображение разбивается на блоки 8×8, после чего большая часть информации отбрасывается.
- JPEG не является гибким, потому что JPEG не эффективен для изображений, содержащих текст, чёткие линии или края. JPEG хорош для портретов и фотографий природы.
- Качество изображения снижается после сжатия JPEG, особенно для текстовых изображений. Для других изображений это не так сильно влияет, если мы не видим детали изображения.
- Стандарт JPEG не поддерживает непрозрачность или прозрачность, в большинстве случаев прозрачная часть любого изображения рассматривается как белая область.
- JPEG не работает с черно-белыми и движущимися изображениями.
- Изображения JPEG имеют меньшую глубину цвета, чем изображения других форматов.
- Многослойное изображение в формате JPEG не поддерживается.
