JPEG无损压缩方法的原理和过程。
您可以提高或降低JPEG文件的压缩级别。但是,文件大小是以牺牲图像质量为代价的。压缩比可以高达100:1。(JPEG格式可以轻松以10:1到20:1的比例压缩文件,画质不会下降。)JPEG压缩可以很好的处理逼真的摄影作品。而JPEG压缩对于颜色少、对比度强、纯色边框或纯色区域大的简单作品,并不能提供理想的效果。有时候压缩比会低至5:1,严重丧失画面的完整性。造成这种损失的原因是,JPEG压缩方案可以很好地压缩相似的色调,但JPEG压缩方案不能很好地处理亮度的强烈差异或纯色区域。
优点:摄影作品或写实作品支持高级压缩。
文件大小可以通过可变压缩比来控制。
支持交错(对于渐进式JPEG文件)。
对互联网标准的广泛支持。
缺点:有损压缩会降低原始图像数据的质量。
当您编辑并重新保存JPEG文件时,JPEG将混合原始图片数据的质量。这种下降是累积的。
JPEG不适合颜色少、大面积颜色相近或亮度差异明显的简单图片。
Jpg格式是一种图片格式,这使得它成为一种常见的图片格式。如果您的图片是其他格式,您可以通过以下方法转换它:
1,photoshop,打开图片后,按另存为,从以下格式中选择JPG格式即可。这种方法比较简单,适用于画质较好、要求较高的图像转换。
2.如果你的要求不高,可以通过windows附带的图片程序直接选择JPG格式。如果这样换算的话,画质一般,但是在网上,还可以!
如果JPG格式转换成其他格式,这个方法也适用。
JPEG(联合图像专家组)由ISO(国际标准化组织)和CCITT(国际咨询委员会)组成。由ional Telephone and Telegraph建立的第一个用于静止图像的国际数字图像压缩标准,也是迄今为止使用最广泛的图像压缩标准。JPEG可以提供有损压缩,因此压缩比可以达到其他传统压缩算法无法比拟的水平。
JPEG压缩模式如下:
顺序编码(顺序编码)
一次从左到右和从上到下处理图像。
渐进编码(渐进编码)
当图像传输时间较长时,可以分几次对图像进行处理,将图像从模糊传输到清晰(效果类似于网络上传输GIF)。
无损编码(无损编码)
分级编码(分级编码)
图像以多种分辨率压缩,因此高分辨率的图像也可以在低分辨率的设备上显示。
因为JPEG无损压缩并不比其他压缩方法更好,所以我们重点研究它的有损压缩。以24位彩色图像为例,JPEG压缩步骤分为:
1.颜色转换
2.DCT变换
量化
编码
1.颜色转换
因为JPEG只支持YUV颜色模式的数据结构,不支持RGB图像的数据结构,所以在压缩彩色图像之前需要转换颜色模式。每个值的转换可通过以下转换公式计算:
y = 0.299 r+0.587g+0.114B
u =-0.169 r-0.3313G+0.5B
v = 0.5R-0.4187g-0.0813B
其中y代表亮度,u和v代表颜色。
转换完成后,需要进行数据采样。一般采用的采样比是2: 1: 1或4: 2: 2。这项工作完成后,每两行数据只保留一行,因此采样后的图像数据量将压缩到原来的一半。
2.DCT变换
DCT(离散余弦变换)是在频域中变换图像信号以分离高频和低频信息的过程。然后对图像的高频部分(即图像细节)进行压缩,达到压缩图像数据的目的。
首先,将图像分成若干个8*8的矩阵。然后对每个矩阵进行DCT变换(变换公式略)。变换后得到一个频率系数矩阵,其中频率系数都是浮点数。
量化
因为后期编码过程中使用的码本都是整数,所以需要对变换后的频率系数进行量化,转换成整数。
数据量化后,矩阵中的数据都是近似的,与原始图像数据不同。这种差异是压缩后图像失真的主要原因。
在这个过程中,品质因素的选择非常重要。如果数值过大,压缩比可以大大提高,但图像质量较差;反之,质量因子越小(最小值为1),图像重建质量越好,但压缩比越低。在这方面,ISO已经为JPEG代码实现者开发了一组标准量化值。
编码
从前面的过程我们可以看出,图像从完成色彩转换到编码并没有进一步压缩,DCT变换和量化可以说是为编码阶段做准备。
有两种编码机制:一种是零值游程编码;第二种是熵编码。
在JPEG中采用的是锯齿形序列,即矩阵中的元素在矩阵对角线的法线方向用“Z”字排列。这样做的好处是,矩阵左上角附近值比较大的元素排列在笔画前面,而排列在笔画后面的矩阵元素基本上是零值。笔画长度编码是一种非常简单且常用的编码方法,在此不再赘述。
编码实际上是一种基于统计特征的编码方法。JPEG中允许霍夫曼编码或算术编码。