JPEG
V računalništvu je datotečni format JPEG datotečni format, ki se uporablja za stiskanje digitalnih slik. Količino stiskanja je mogoče spreminjati. Če je slika visoke kakovosti, bo zavzela veliko prostora za shranjevanje. Če je slika nizke kakovosti, bo zasedla majhno količino prostora za shranjevanje. Datotečni format JPEG je pogosto prisoten na svetovnem spletu. Beseda JPEG je kratica za Joint Photographic Experts Group, ki je ustvarila ta format. Razširitve datotek JPEG vključujejo .jpg, .jpeg, .jpe in druge.
Fotografija divjega mačka z zmanjševanjem kompresije od leve proti desni
Kako deluje
YPb Pr
Prva pomembna stvar pri stiskanju JPEG je način shranjevanja barve vsake pike. Vsaki piksli slike so dodeljeni 3 bajti, ki določajo njeno barvo. Vsi trije bajti imajo lahko katero koli vrednost od 0 do 255, vsaka možna kombinacija treh bajtov pa pomeni drugo barvo. V večini formatov datotek se za opredelitev barve uporablja format RGB. RGB je kratica za rdeče zeleno modro. Tako se imenuje zato, ker prvi od treh bajtov pove, koliko rdeče barve je v barvi piksla. Drugi bajt pove, koliko je v barvi zelene, tretji bajt pa, koliko je v barvi modre. Večja kot je vrednost prvega bajta, bolj rdeča je videti piksel.
Tudi JPEG uporablja po tri bajte za vsak piksel, vendar uporablja format YPb Pr (znan tudi kot YCb Cr ). Pri tem nam prvi bajt pove, kako svetla je piksla. Drugi bajt nam pove, kako moder je piksel. Tretji bajt nam pove, kako rdeč je piksel. V tem barvnem formatu je poleg barve shranjena tudi svetlost. To je koristno, ker bomo sliko stisnili. Ker človeško oko bolje vidi svetlost kot barvo, lahko barvne bajte (bajt Pb in bajt Pr ) bolj stisnemo. Ker bolje vidimo svetlost, uporabimo manjše stiskanje pri bajtu Y, da bo slika po stiskanju videti bolje.
Ker so slike najpogosteje shranjene v formatu RGB, je prvi korak stiskanja JPEG običajno pravilna sprememba formata RGB v format YPb P . r
Diskretna kosinusna transformacija
JPEG za predstavitev slike uporablja kosinusne funkcije. Zato bomo govorili o kosinusnih funkcijah. Tako je lahko videti kosinusna funkcija:
Če želimo, da kosinusna funkcija predstavlja barvo piksla, rečemo, da večja kot je vrednost kosinusne funkcije, svetlejši je piksel. Če bi imeli nabor pikslov, ki se spreminjajo v svetlo-temno-svetlo, bi lahko za njihovo opredelitev uporabili zgornjo funkcijo.
Funkcija ima lahko tudi višjo frekvenco. Kot je ta:
Tu pa postane zanimivo. Različne funkcije lahko ustvarimo tudi tako, da vzamemo povprečje različnih kosinusnih funkcij. Tukaj je prikazano, kako bi bilo videti, če bi vzeli povprečje zgornjih dveh funkcij:
V zapisu JPEG se DCT uporablja za bloke 8 × 8 slikovnih pik.
Kvantifikacija
Pri stiskanju slike doslej ni bila izgubljena nobena informacija. V tem koraku filtriramo informacije. Zato je to korak, ki zmanjšuje kakovost slike. Za vsak blok 8 × 8 slikovnih pik so kosinusne funkcije z visokimi frekvencami nastavljene na 0. To pomeni, da te ne morejo več vplivati na videz slike, ko jo dekompresiramo.
Veliko vrednosti bo zdaj enakih 0, kar pomeni, da se lahko zelo enostavno stisne. Za to se uporablja Huffmanovo kodiranje. Huffmanovo kodiranje je zadnji korak stiskanja JPEG. To je tudi edini korak, v katerem se podatki dejansko stisnejo.
cos(x)
cos(2x)
(cos(x) + cos(2x)) / 2
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je format datoteke JPEG?
O: Datotečni format JPEG je datotečni format, ki se uporablja za stiskanje digitalnih slik.
V: Kako je mogoče spremeniti stopnjo stiskanja?
O: Količino stiskanja lahko spremenite glede na želeno kakovost.
V: Kaj se zgodi, če ima slika visoko kakovost?
O: Če ima slika visoko kakovost, bo zavzela veliko prostora za shranjevanje.
V: Kje se pogosto uporablja format datotek JPEG?
O: Datotečni format JPEG je pogosto prisoten na svetovnem spletu.
V: Kaj pomeni beseda "JPEG"?
O: Beseda "JPEG" pomeni Joint Photographic Experts Group, ki je ustvarila ta format.
V: Katere so pogoste razširitve datotek JPEG?
O: Pogoste razširitve datotek JPEG so med drugim .jpg, .jpeg in .jpe.
