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JPEG

“JPG” vuelve a dirigir aquí. Para el compartimiento, vea JPG (compartimiento).
JPEG

Una foto de una flor comprimida con sucesivamente más cocientes de la compresión del lossy de izquierda a derecha.
Extensión del nombre del archivo .jpg, .jpeg, .jpe
.jif, .jfif, .jfi (envases)
Tipo de medios del Internet imagen/JPEG
Mecanografíe el código JPEG
Tipo uniforme identificador public.jpeg
Número mágico FF d8
Convertido cerca Grupo de expertos fotográfico común
Tipo de formato lossy formato de la imagen

En el computar, JPEG (JAY-clavija pronunciada; IPA: /ˈdʒeɪpɛɡ/) es un método de uso general de compresión para las imágenes fotográficas. El grado de compresión se puede ajustar, permitiendo una compensación seleccionable entre el tamaño del almacenaje y la calidad de la imagen. El JPEG alcanza típicamente 10 a 1 compresión con poca pérdida perceptible en calidad de la imagen.

Además de ser un método de la compresión, JPEG se considera a menudo para ser un formato del archivo. JPEGExif es el formato más común de la imagen usado por las cámaras fotográficas digitales y otros dispositivos fotográficos de la captura de la imagen; junto con el JPEGJFIF, es el formato más común para almacenar y transmitir imágenes fotográficas en World Wide Web. Las variaciones de este formato no son a menudo distinguidas, y simplemente se llaman JPEG.

Tipo de medios del MIME para el JPEG está imagen/JPEG (definido adentro RFC 1341).

Contenido

El estándar del JPEG

El nombre “JPEG” está parado para Grupo de expertos fotográfico común, el nombre del comité que creó el estándar. Organizaron al grupo adentro 1986, publicando un estándar adentro 1992, que fue aprobada adentro 1994 como ISO 10918-1. El JPEG es distinto del MPEG (Grupo de expertos móvil del cuadro), que produce los esquemas de la compresión para el vídeo.

El estándar del JPEG especifica ambos codec, que define de cómo una imagen se comprime en una corriente octetos y descomprimido nuevamente dentro de una imagen, y del formato del archivo contenían esa corriente.

Uso recomendado

El algoritmo de la compresión del JPEG está en su mejor en las fotografías y las pinturas de escenas realistas con variaciones lisas del tono y del color. Para el uso de la tela particularmente, donde está importante la anchura de banda usada por una imagen, el JPEG es el formato fotográfico ideal de la imagen.

Por otra parte, el JPEG es no también satisfecho para los dibujos lineales y otros gráficos textuales o iconic, donde los contrastes agudos entre los pixeles adyacentes causan los artefactos sensibles. Tales imágenes se ahorran mejor adentro Tiff formato (para el uso local) o adentro GIF o Png formato (para el uso de la tela).

El JPEG no está también bien adaptado a los archivos que experimentarán múltiplo corrigen, pues se descomprime una cierta calidad de la imagen generalmente será perdida cada vez la imagen y no recompressed (pérdida de la generación). Es preferible utilizar un formato no-lossy por ejemplo Tiff mientras que el trabajo en una imagen, con la imagen final ahorrada como JPEG después todo de corregir es completo.

Compresión del JPEG

El método de la compresión está generalmente compresión del lossy, significando que una cierta calidad visual está perdida en el proceso y no puede ser restaurada. Hay variaciones en el JPEG estándar de la línea de fondo que es lossless, no obstante éstos no se apoyan todavía extensamente.

Hay también entrelazado Formato del “JPEG progresivo”, en el cual los datos se comprimen en los pasos múltiples de un detalle progresivamente más alto. Esto es ideal para las imágenes grandes que serán exhibidas mientras que descargan sobre una conexión lenta, permitiendo una inspección previo razonable después de recibir solamente una porción de los datos. Sin embargo, JPEGs progresivo no está según lo apoyado extensamente.

Hay también muchos sistemas médicos de la proyección de imagen que crean y procesan 12 imágenes del JPEG del pedacito. El formato del JPEG de 12 pedacitos ha sido parte de la especificación del JPEG por una cierta hora, pero otra vez, este formato no está según lo apoyado extensamente.

El corregir de Lossless

Un número de alteraciones a una imagen del JPEG pueden ser realizadas losslessly (es decir, sin la recompresión y la pérdida asociada de la calidad) mientras el tamaño de la imagen sea un múltiplo 1 bloque de MCU (unidad cifrada mínimo) (generalmente 16 pixeles en ambas direcciones, para 4:2: 0).

Los bloques se pueden rotar en incrementos de 90 grados, mover de un tirón en las hachas horizontales, verticales y diagonales y mover alrededor en la imagen. No todos los bloques de la imagen original necesitan ser utilizados en modificada.

La tapa y a la izquierda de una imagen del JPEG debe mentir en un límite de bloque, pero el fondo y la derecha no necesitan hacer tan. El limita las operaciones lossless posibles de la cosecha, y también qué mueve de un tirón y rota se puede realizar en una imagen que bordes no mientan en un límite de bloque para todos los canales.

Cuando usar el cultivo lossless, si el derecho inferior o de la región de la cosecha no es en un límite de bloque entonces el resto de los datos de los bloques parcialmente usados todavía estará presente en el archivo cosechado y se puede recuperar relativamente fácilmente por cualquier persona con un redactor de la tuerca hexagonal y una comprensión del formato.

Es también posible transformar entre la línea de fondo y los formatos progresivos sin ninguna pérdida de calidad, puesto que la única diferencia es la orden en la cual los coeficientes se ponen en el archivo.

Archivos del JPEG

formato del archivo se conoce como “formato del intercambio del JPEG” (JIF), según lo especificado en el anexo B del estándar. Sin embargo, este formato “puro” del archivo se utiliza raramente, sobre todo debido a la dificultad de los codificadores y de los decodificadores de programación que ponen completamente todos los aspectos en ejecución del estándar y debido a ciertos defectos del estándar:

  • Definición del espacio de color
  • Definición componente del registro del submuestreo
  • Definición del cociente de aspecto del pixel

Un par de estándares adicionales se ha desarrollado para tratar estas ediciones. El primer de éstos, lanzado en 1992, era Formato del intercambio del archivo del JPEG (o JFIF), seguido estos últimos años cerca Formato cambiable del archivo de la imagen (Exif) und ICC perfiles del color.

Hay una cierta confusión entre “el formato original del intercambio del JPEG” (JIF) y “el formato semejantemente titulado del intercambio del archivo del JPEG” (JFIF). En cierto modo JFIF es una versión del cutdown del estándar de JIF en que especifica ciertos apremios (tales como espacio de color estándar), mientras que de otras maneras es una extensión de JIF debido al estándar Segmento del uso jefe. La documentación para los estados estándares originales de JFIF:

El formato del intercambio del archivo del JPEG es un formato mínimo del archivo que permite a bitstreams del JPEG ser intercambiado entre una variedad amplia de plataformas y usos. Este formato mínimo no incluye las características avanzadas unas de los encontradas en la especificación del JPEG del tiff o ningún formato específico del archivo del uso. Ni debe, porque el único propósito de este formato simplificado es permitir el intercambio de imágenes comprimidas JPEG. [1]

Los archivos de la imagen que emplean la compresión del JPEG comúnmente se llaman “JPEG archivan”. La mayoría de los dispositivos de la captura de la imagen (tales como cámaras fotográficas digitales) y la mayoría de la imagen que corrige los programas del software que escriben a un “archivo del JPEG” están creando realmente un archivo en JFIF y/o Exif formato[2].

En sentido estricto, los JFIF y los estándares de Exif son incompatibles porque cada uno especifican que aparece su jefe primero. En la práctica, la mayoría de los archivos del JPEG en el formato de Exif contienen un jefe pequeño de JFIF que preceda el jefe de Exif. Esto permite que más viejos lectores manejen correctamente el jefe más viejo del formato JFIF, mientras que más nuevos lectores también descifran el jefe siguiente de Exif.

Extensiones de archivo del JPEG

El más común extensiones del nombre de fichero para los archivos que emplean la compresión del JPEG esté .jpg y .jpeg, aunque .jpe, .jfif y .jif también se utilizan. Es también posible que los datos del JPEG sean encajados en otros tipos del archivo - Tiff los archivos codificados encajan a menudo una imagen del JPEG como a thumbnail de la imagen principal.

Perfil del color

Muchos archivos del JPEG encajan un perfil del color ICC (espacio de color). Los perfiles de uso general del color incluyen sRGB y Adobe RGB. Porque estos espacios de color utilizan una transformación no linear, gama dinámica de JPEG de 8 pedacitos un archivo es cerca de 11 paradas.

Sin embargo, una gran cantidad de usos no pueden ocuparse de perfiles del color del JPEG y no hacer caso simplemente de ellos. (eg.: El GIMP y todos los browsers de la tela, excepto el safari de Apple).

Sintaxis y estructura

Una imagen del JPEG contiene una secuencia de marcadores, que comienza con un octeto 0xFF siguió por indicar del octeto qué clase de marcador es. Algunos marcadores consisten en apenas esos dos octetos; otros son seguidos por dos octetos que indican la longitud de los datos marcador-específicos de la carga útil que siguen. (La longitud incluye los dos octetos para la longitud, pero no los dos octetos para el marcador.) algunos marcadores son seguidos por datos entropía-cifrados; la longitud de tal marcador no incluye los datos entropía-cifrados.

Dentro de los datos entropía-cifrados, después de cualquier octeto 0xFF, un octeto 0x00 es insertado por el codificador antes del octeto siguiente, de modo que no aparezca ser un marcador donde no se piensa ninguno. Los decodificadores deben saltar este octeto 0x00. Esta técnica, llamada relleno del octeto, se aplica solamente a los datos entropía-cifrados, no a los datos de la carga útil del marcador.

Marcadores comunes del JPEG
Nombre corto Octetos Carga útil Nombre Comentarios
SOI 0xFFD8 ningunos Comienzo de la imagen
SOF0 0xFFC0 tamaño variable Comienzo del bastidor (línea de fondo DCT) Indica que esto es un JPEG DCT-basado línea de fondo, y especifica la anchura, la altura, el número de componentes, y el submuestreo componente (e.g., 4:2: 0).
SOF2 0xFFC2 tamaño variable Comienzo del bastidor (DCT progresivos) Zeigt an, daß dieses progressives DCT-gegründetes JPEG ist, und spezifiziert die Breite, Höhe, zur Zahl der Bestandteile und des Teilsubsampling (z.B., 4:2: 0).
DHT 0xFFC4 tamaño variable Defina las tablas de Huffman Especifica unas o más tablas huffman.
DQT 0xFFDB tamaño variable Defina las tablas del Quantization Especifica unas o más tablas del quantization.
DRI 0xFFDD 2 octetos Defina el intervalo del recomenzar Especifica el intervalo entre RSTn marcadores, en macroblocks.
SOS 0xFFDA tamaño variable Comienzo de la exploración Comienza una exploración de arriba a abajo de la imagen. En imágenes del JPEG de la línea de fondo DCT, hay generalmente una sola exploración. Las imágenes progresivas del JPEG de DCT contienen generalmente exploraciones múltiples. Este marcador especifica qué rebanada de datos contendrá, y es seguido inmediatamente por datos entropía-cifrados.
RSTn 0xFFDn tamaño variable Recomenzar Insertó cada r macroblocks, donde r es el intervalo del recomenzar fijado por un marcador de DRI. No utilizado si no había marcador de DRI. n, los pedacitos del código del marcador, ciclos del punto bajo 4 a partir de la 0 a 7.
APPn 0xFFEn tamaño variable Application-specific Por ejemplo, Exif El archivo del JPEG utiliza un marcador APP1 para almacenar los meta datos, presentados en una estructura basada de cerca encendido Tiff.
COM 0xFFFE tamaño variable Comentario Contiene un comentario del texto.
EOI 0xFFD9 ningunos Final de la imagen

[3]

Hay otro Comienzo del bastidor marcadores que introducen otras clases de JPEG.

Puesto que varios vendedores pudieron utilizar el mismo APPn el tipo del marcador, los marcadores application-specific comienza a menudo con un estándar o un nombre del vendedor (e.g., “Exif” o un “adobe”) o alguna otra secuencia que identifica.

En un marcador del recomenzar, bloquear-a-bloquee a predictor que se reajustan las variables, y el bitstream se sincroniza a un límite del octeto. Los marcadores del recomenzar proporcionan los medios para la recuperación después de error del bitstream. Puesto que los funcionamientos de macroblocks entre los marcadores del recomenzar pueden ser descifrados independientemente, estos funcionamientos se pueden descifrar en paralelo.

Ejemplo del codec del JPEG

Aunque un archivo del JPEG se puede codificar de varias maneras, se hace lo más comúnmente posible con la codificación de JFIF. El proceso de codificación consiste en varios pasos:

  1. La representación de los colores en la imagen se convierte de RGB Sie YCbCr, consistiendo en uno luma componente (y), representando brillo, y dos chroma componentes, (Cbes y Cr), representando color. Este paso se salta a veces.
  2. La resolución de los datos del chroma es reducida, generalmente por un factor 2. Esto refleja el hecho de que el ojo es menos sensible a los detalles finos del color que a los detalles finos del brillo.
  3. La imagen está partida en bloques de los pixeles 8×8, y para cada bloque, cada uno de los datos de Y, de los Cbes, y del Cr experimenta a el coseno discreto transforma (DCT). Un DCT es similar a a Fourier transforma en el sentido que produce una clase de espectro espacial de la frecuencia.
  4. Las amplitudes de los componentes de la frecuencia son quantisiert. La visión humana es mucho más sensible a las variaciones pequeñas en excedente del color o del brillo las áreas grandes que a la fuerza de las variaciones de alta frecuencia del brillo. Por lo tanto, las magnitudes de los componentes de alta frecuencia se almacenan con una exactitud más baja que los componentes de baja frecuencia. El ajuste de la calidad del codificador (por ejemplo el 50% o el 95%) afecta en qué medida la resolución de cada componente de la frecuencia se reduce. Si se utiliza un ajuste de la calidad excesivamente baja, los componentes de alta frecuencia se desechan en conjunto.
  5. Los datos que resultan para todos los bloques 8×8 se comprimen más a fondo con un algoritmo de la pérdida-menos, una variante de Codificación de Huffman.

Los reveses de proceso el descifrar estos pasos. En el resto de esta sección, la codificación y los procesos el descifrar se describen más detalladamente.

Codificación

Muchas de las opciones en el estándar del JPEG no son de uso general, y según lo mencionado arriba, la mayoría de las aplicaciones del software de la imagen el formato más simple de JFIF al crear un archivo del JPEG, que entre otras cosas especifica el método de codificación. Aquí está una breve descripción de uno de los métodos mas comunes de codificar cuando está aplicada a una entrada que tenga 24 pedacitos por el pixel (ocho por cada uno de rojo, verde, y azul). Esta opción particular es a compresión de datos del lossy método.

Transformación del espacio de color

Primero, la imagen se debe convertir de RGB en un diferente espacio de color llamado YCbCr. Tiene tres componentes Y, los Cbes y Cr: el componente de Y representa el brillo de un pixel, el Cb y los componentes del Cr representan chrominance (parta en componentes azules y rojos). Éste es el mismo espacio de color según lo utilizado cerca televisión de color digital así como el vídeo digital incluyendo DVDs video, y es similar a la manera que el color se representa en análogo Amigacho vídeo y MAC pero no por análogo NTSC, que utiliza YIQ espacio de color. La conversión del espacio de color de YCbCr permite la mayor compresión sin un efecto significativo sobre calidad perceptiva de la imagen (o mayor calidad perceptiva de la imagen para la misma compresión). La compresión es más eficiente como la información del brillo, que es más importante para la calidad perceptiva eventual de la imagen, se confina a un solo canal, representando más de cerca el sistema visual humano.

Esta conversión a YCbCr se especifica en el estándar de JFIF, y se debe realizar para que el archivo del JPEG que resulta tenga compatibilidad máxima. Sin embargo, algunas puestas en práctica del JPEG en el modo “más de alta calidad” no aplican este paso y en lugar de otro no mantienen la información del color Modelo del color del RGB[la citación necesitó], donde la imagen se almacena en los canales separados para la luminiscencia del rojo, verde y azul. Esto da lugar a menos compresión eficiente, y no sería utilizada probablemente si el tamaño del archivo era una edición.

Downsampling

Debido a las densidades de los receptores en el ojo humano, seres humanos del color y brillo-sensibles puede ver un detalle considerablemente más fino en el brillo de una imagen (el componente de Y) que en el color de una imagen (los componentes de los Cbes y del Cr). Usando este conocimiento, los codificadores se pueden diseñar para comprimir imágenes más eficientemente.

La transformación en Modelo del color de YCbCr permite el paso siguiente, que es reducir la resolución espacial de los componentes de los Cbes y del Cr (llamados “el downsampling“o”submuestreo del chroma"). Die Verhältnisse, an denen das Downsampling auf JPEG erfolgt werden kann, pflügt 4:4:4 (el ningún downsampling), 4:2:2 (reduzca por el factor de 2 en la dirección horizontal), y lo más comúnmente posible 4:2:0 (reduzca por el factor de 2 en direcciones horizontales y verticales). Para el resto del proceso de la compresión, Y, los Cbes y el Cr se procesan por separado y en una manera muy similar. Downsampling los componentes del chroma ahorra el 33% o el 50% del espacio tomado por la imagen sin drástico afectar calidad perceptiva de la imagen.

El partir del bloque

Después submuestreo, cada uno canal debe estar partido en los bloques 8×8 (de pixeles). Si los datos para un canal no representan un número del número entero de bloques entonces el codificador debe llenar el área restante de los bloques incompletos de una cierta forma de datos simulados:

  • llenar los pixeles del borde de un color fijo (típicamente negro) crea los artefactos oscuros a lo largo de la parte visible de la frontera
  • la repetición de los pixeles del borde es una técnica común pero no-óptima que evita la frontera visible, pero todavía crea los artefactos con la colorimetría de las células llenadas
  • una estrategia mejor es llenar los pixeles usando los colores que preservan los coeficientes de DCT de los pixeles visibles, por lo menos para los de baja frecuencia (por ejemplo el llenar del color medio de la parte visible preservará el primer coeficiente de la C.C., pero la mejor guarnición los dos coeficientes siguientes de la CA producirá resultados mucho mejores con los bordes menos visibles de la célula 8×8 a lo largo de la frontera).

El coseno discreto transforma

Después, cada componente (Y, Cb, Cr) de cada bloque 8×8 se convierte a a frecuencia-dominio representación, usando un tipo-Ii normalizado, de dos dimensiones el coseno discreto transforma (DCT).

Como ejemplo, un tal subimage del pedacito 8×8 8 pudo estar:

Antes de computar el DCT del subimage, sus valores grises se cambian de puesto de una gama positiva a una centrada alrededor cero. Para una imagen de 8 pedacitos cada pixel tiene 256 valores posibles: [0,255]. Para centrar alrededor cero es necesario restar por mitad del número de valores posibles, o 128.

Restar 128 de cada valor del pixel rinde valores del pixel encendido [− 128.127]

El paso siguiente es tomar el DCT de dos dimensiones, que se da cerca:

donde

  • ist das horizontale räumliche Frequenz, para los números enteros .
  • es la frecuencia espacial vertical, para los números enteros .
  • es una función la normalización
  • está el valor del pixel en los coordenadas
  • está el coeficiente de DCT en los coordenadas

Si arriba, y después realizamos esta transformación en nuestra matriz alrededor al número entero más cercano, conseguimos

Observe el valor algo grande de la esquina tapa-izquierda. Éste es Coeficiente de la C.C.. Los 63 coeficientes restantes se llaman los coeficientes de la CA. El DCT aumenta temporalmente la pedacito-profundidad de la imagen, puesto que los coeficientes de DCT de 8 pedacitos/de una imagen componente toman hasta 11 o 12 pedacitos (dependiendo de la fidelidad del cálculo de DCT) para almacenar. Esto puede forzar el codec para utilizar temporalmente 16 compartimientos del pedacito para llevar a cabo estos coeficientes que doblan el tamaño formal de la representación de la imagen a este punto. La ventaja del DCT es su tendencia a agregar la mayor parte de la señal en una esquina del resultado, como puede ser visto arriba. El paso del quantization a seguir acentúa este efecto mientras que simultáneamente reduce el tamaño de los coeficientes de DCT a 8 pedacitos o a menos, dando por resultado una señal con una región que se arrastra grande que contiene ceros que la etapa de la entropía puede lanzar simplemente lejos. El aumento temporal de tamaño no es en esta etapa una preocupación del funcionamiento por la mayoría de las puestas en práctica del JPEG, porque típicamente solamente una parte muy pequeña de la imagen es por completo forma almacenada de DCT en cualquier hora dada durante la codificación o proceso el descifrar.

Quantization

El ojo humano es bueno en ver diferencias pequeñas adentro brillo sobre un área relativamente grande, pero no tan bueno en distinguir la fuerza exacta de una variación de alta frecuencia del brillo. Este hecho permite que uno consiga lejos con grandemente la reducción de la cantidad de información en los componentes de alta frecuencia. Esto es hecha simplemente dividiendo cada componente en el dominio de la frecuencia por una constante para ese componente, y después redondeando al número entero más cercano. Ésta es la operación principal del lossy en el proceso entero. Como resultado de esto, es típicamente la caja que muchos de los componentes de una frecuencia más alta se redondean a cero, y muchos del resto se convierten en los números positivos o negativos pequeños, que llevan a muchos pocos pedacitos el almacén.

Un típico matriz del quantization, según lo especificado en el estándar original del JPEG[4], es como sigue:

Los coeficientes quantized de DCT se computan con

donde A es unquantized coeficientes de DCT; Q está la matriz del quantization arriba; y B son los coeficientes quantized de DCT. (Nota que esto está adentro ninguna manera multiplicación de la matriz.)

Usar esta matriz del quantization con la matriz del coeficiente de DCT de resultados antedichos en:

Er ist Beispiel mit −415 (der DC Koeffizient) und rundet Sie das nächste zur Ganzzahl

Codificación de la entropía

Artículo principal: Codificación de la entropía

La codificación de la entropía es una forma especial de compresión de datos lossless. Implica el arreglar de los componentes de la imagen en un empleo de la orden del “zigzag” codificación de la funcionar-longitud Algoritmo (RLE) que agrupa frecuencias similares juntas, insertando ceros de la codificación de la longitud, y después usándolos Codificación de Huffman en se deja qué.

El estándar del JPEG también permite, pero no requiere, el uso de codificación aritmética, que es matemáticamente superior a la codificación de Huffman. Sin embargo, esta característica se utiliza raramente mientras que se cubre cerca patentes y porque es mucho más lento codificar y descifrar comparado a la codificación de Huffman. La codificación aritmética típicamente hace archivos cerca de el 5% más pequeños.

La secuencia del zigzag para los coeficientes quantized antedichos se demuestra abajo. (El formato demostrado es justo para la facilidad de entender/visión.)

−26
−3 0
−3 −2 −6
2 −4 1 −4
1 1 5 1 2
−1 1 −1 2 0 0
0 0 0 −1 −1 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0
0 0
0

Si el bloque del yo-th es representado por Bi y las posiciones dentro de cada bloque se representan por (p, q) donde p = 0, 1,…, 7 y q = 0, 1,…, 7, entonces cualquier coeficiente en la imagen de DCT se puede representar como BI (p, q). Así, en el esquema antedicho, la pedido de pixeles de codificación (para el bloque del yo-th) es el BI (0.0), BI (0.1), BI (1.0), BI (2.0), BI (1.1), BI (0.2), BI (0.3), BI (1.2) y así sucesivamente.

Este modo de codificación se llama línea de fondo secuencial codificación. De la línea de fondo del JPEG ayudas también progresivo codificación. Mientras que la codificación secuencial codifica coeficientes de un solo bloque a la vez (de una manera del zigzag), la codificación progresiva codifica coeficientes similar-colocados de todos los bloques en uno va, seguido por los coeficientes colocados siguientes de todos los bloques, y así sucesivamente. Así pues, si la imagen se divide en los bloques de N 8×8 {B0, B1, B2,…, Bn-1}, después codificación progresiva codifica el BI (0.0) para todos los bloques, es decir, para todos i = 0, 1, 2,…, N-1. Esto es seguida codificando el coeficiente del BI (0.1) de todos los bloques, seguido por coeficiente del th de Bi (1.0) - de todos los bloques, después BI (0.2) - coeficiente del th de todos los bloques, y así sucesivamente. Debe ser observado aquí que una vez que se hayan codificado todos los coeficientes similar-colocados, la posición siguiente que se codificará es la que está que ocurre después en el zigzag traversal según lo indicado en la figura arriba. Se ha encontrado que el JPEG progresivo de la línea de fondo que codifica da generalmente una compresión mejor con respecto al JPEG secuencial de la línea de fondo debido a la capacidad de utilizar diversas tablas de Huffman (véase abajo) adaptadas para diversas frecuencias en cada “exploración” o “para pasar” (que incluya coeficientes similar-colocados), aunque la diferencia no es demasiado grande.

En el resto del artículo, se asume que el patrón del coeficiente generado es debido al modo secuencial.

Para codificar el patrón arriba generado del coeficiente, el JPEG utiliza la codificación de Huffman. El JPEG tiene una palabra de código especial de Huffman para terminar la secuencia prematuramente cuando los coeficientes restantes son cero.

Usar esta palabra de código especial: “EOB”, la secuencia se convierte:

−26
−3 0
−3 −2 −6
2 −4 1 −4
1 1 5 1 2
−1 1 −1 2 0 0
0 0 0 −1 −1 EOB

Otras palabras de código del JPEG representan combinaciones (a) del número de pedacitos significativos de un coeficiente, incluyendo muestra, y (b) del número de los coeficientes cero consecutivos que lo siguen. (Una vez que usted sepa cuántos pedacitos toma esperar, él 1 pedacito para representar las opciones {- 1, +1}, 2 pedacitos para representar las opciones {- 3, -2, +2, +3}, y así sucesivamente.) en nuestro bloque del ejemplo, la mayor parte de los coeficientes quantized son los números pequeños que no son seguidos inmediatamente por un coeficiente cero. Estos casos más-frecuentes serán representados por palabras de código más cortas.

El estándar del JPEG proporciona las tablas de uso general de Huffman; los codificadores pueden también elegir generar las tablas de Huffman optimizadas para las distribuciones de frecuencia reales en las imágenes que son codificadas.

Cociente y artefactos de la compresión

El cociente de la compresión que resulta se puede variar según necesidad siendo más o menos agresivo en los divisores usados en la fase del quantization. Diez a una compresiones dan lugar generalmente a una imagen que no se pueda distinguir por el ojo de la original. 100 a una compresiones son generalmente posibles, pero mirarán distintamente artifacted comparado a la original. El nivel apropiado de la compresión depende del uso a el cual la imagen será puesta.

Los que utilizan World Wide Web puede estar al corriente de las irregularidades conocidas como artefactos de la compresión eso aparece en imágenes del JPEG. Éstos son debido al paso del quantization del algoritmo del JPEG. Son especialmente sensibles alrededor de ojos en cuadros de caras. Pueden ser reducidos eligiendo un nivel inferior de compresión; sie können durch das Speichern eines Bildverwendens beseitigt werden lossless archive el formato, aunque para las imágenes fotográficas que esto dará lugar generalmente a un tamaño del archivo más grande. Los artefactos de la compresión hacen JPEGs de baja calidad inaceptable para almacenar heightmaps. Las imágenes creadas con programas rayo-que remontan tienen formas blocky sensibles en el terreno.

Algunos programas permiten que el usuario varíe la cantidad por la cual los bloques individuales son comprimidos. Una compresión más fuerte se aplica a las áreas de la imagen que demuestran pocos artefactos. Esta manera es posible reducir manualmente tamaño del archivo del JPEG con menos pérdida de calidad.

Desde la etapa del quantization siempre los resultados en una pérdida de información, estándar del JPEG son siempre un codec de la compresión del lossy. (La información se pierde en cuantificar y el redondeo de los números floating-point.) aunque la matriz del quantization es a matriz de unas, sind Informationen noch im rundenden Schritt verloren.

El descifrar

El descifrar para exhibir la imagen consiste en el hacer de todo el antedicho en revés.

Tomando la matriz del coeficiente de DCT (después de agregar la diferencia del coeficiente de la C.C. detrás adentro)

y el tomar producto de la entrada-para-entrada con la matriz del quantization de resultados antedichos adentro

cuál se asemeja de cerca a la matriz original del coeficiente de DCT para la porción tapa-izquierda. Das Nehmen des umgekehrten DCT (Art-III DCT) ergibt ein Bild mit den Werten (noch unten verschoben durch 128)

y agregando 128 a cada entrada

Éste es el subimage sin comprimir y se puede comparar al subimage original (también vea las imágenes a la derecha) tomando los resultados de la diferencia (− original sin comprimir) en valores del error

con un error absoluto medio de cerca de 5 valores por los pixeles (es decir, ).

El error es el más sensible de la esquina fondo-izquierda donde el pixel fondo-izquierdo llega a ser más oscuro que el pixel a la su derecha inmediata.

Precisión requerida

La codificación del JPEG no fija la precisión necesitada para para hacer salir imagen comprimida. En el contrario, el estándar del JPEG (así como los estándares derivados del MPEG) tiene requisitos muy terminantes de la precisión para descifrar, incluyendo todas las partes del proceso el descifrar (DCT que descifra, inverso de la longitud variable, dequantization, renormalización de salidas); la salida del algoritmo de la referencia no debe excederse:

  • un pedacito del máximo 1 de la diferencia para cada componente del pixel
  • error bajo de la media cuadrada sobre cada bloque 8×8-pixel
  • muy bajo error malo sobre cada bloque 8×8-pixel
  • sehr niedrige Quadratstörung über dem vollständigen Bild
  • extremadamente bajo error malo sobre la imagen entera

Estas aserciones se prueban en un sistema grande de imágenes seleccionadas al azar de la entrada, para manejar los casos peores. Mire el estándar de IEEE 1880-1990 para la referencia. Esto tiene una consecuencia en la puesta en práctica de decodificadores, y es extremadamente crítico porque algunos procesos de codificación (usados notablemente para codificar secuencias de imágenes como el MPEG) necesitan poder construir, en el lado del codificador, una imagen descifrada referencia. Para apoyar la precisión de 8 pedacitos por salida componente del pixel, el dequantization y DCT inverso transforma se ponen en ejecución típicamente con por lo menos la precisión de 14 pedacitos en decodificadores optimizados.

Efectos de la compresión del JPEG

Los artefactos de la compresión del JPEG mezclan bien en las fotografías con texturas no uniformes detalladas, permitiendo cocientes más altos de la compresión. Aviso cómo un cociente más alto de la compresión primero afecta las texturas de alta frecuencia en la esquina upper-left de la imagen, y cómo las líneas que ponen en contraste llegan a ser más borrosas. El cociente muy alto de la compresión afecta seriamente la calidad de la imagen, aunque los colores y la forma totales de la imagen siguen siendo reconocibles. Sin embargo, la precisión de colores sufre menos (para un ojo humano) que la precisión de los contornos (basados en luminiscencia). Esto justifica el hecho de que las imágenes se deben primero transformar en un modelo del color que separa la luminiscencia de la información cromática, antes de que submuestreo los planos cromáticos (que pueden también utilizar el quantization de baja calidad) para preservar la precisión del plano de la luminiscencia con más pedacitos de la información.

Fotografías de la muestra

Para la información, las 24 imágenes a memoria de imagen sin comprimir del RGB del pedacito abajo (73.242 pixeles) requerirían 219.726 octetos (excepto el resto de los jefes de la información). Filesizes indicado abajo incluyen los jefes internos de la información del JPEG y algunos meta datos. Para las imágenes completas de la calidad (Q=100), cerca de 8.25 pedacitos por el pixel del color se requieren. En grayscaled imágenes, un mínimo de 6.5 pedacitos por el pixel es bastantes (una información comparable del color de la calidad Q=100 requiere pedacitos codificados del cerca de 25%). Das volle Qualitätsbild unten (Q=100) wird bei 9 Bits pro zum Farbe Pixel, das von mittlerer Qualität Bild (Q=25) kodiert, das Sie 1 Bit pro zum Farbe Pixel benutzen. Para la mayoría de los usos, el factor de calidad no debe ir debajo de 0.75 pedacitos por el pixel (Q=12.5), según lo demostrado por la imagen de la baja calidad. La imagen en la calidad más baja utiliza solamente 0.13 pedacitos por el pixel, y exhibe el color muy pobre, él podría solamente ser usable después de submuestreo a un tamaño mucho más bajo de la exhibición.

NOTA: Las imágenes antedichas no son IEEE / CCIR / EBU pruebe las imágenes, y los ajustes del codificador están no especificados o disponibles.
Imagen Calidad Tamaño (octetos) Comentario
Calidad completa (Q = 100) 83,261 Artefactos extremadamente de menor importancia
Calidad media (Q = 50) 15,138 Muestras iniciales de los artefactos del subimage
De mediana calidad (Q = 25) 9,553 Artefactos más fuertes; pérdida de información de alta resolución
Baja calidad (Q = 10) 4,787 Pérdida de alta frecuencia severa; los artefactos en límites del subimage (“macroblocking”) son obvios
La calidad más baja (Q = 1) 1,523 Pérdida extrema de color y de detalle; las hojas son casi irreconocibles

Las aplicaciones de la foto de la mediados de-calidad solamente un sexto el espacio de almacenaje pero tienen poca pérdida sensible de detalle o de artefactos visibles. Sin embargo, una vez que cierto umbral de la compresión se pase, defectos cada vez más visibles comprimidos de la demostración de las imágenes. Vea el artículo encendido teoría de la distorsión de la tarifa para una explicación matemática de este efecto del umbral.

Ediciones de patente potenciales

En 2002 Redes de Forgent afirmado que poseyó y haría cumplir patente las derechas en la tecnología del JPEG, presentándose de una patente que había sido archivada encendido 27 de octubre, 1986, y concedido encendido 6 de octubre, 1987 (LOS E.E.U.U. Patente 4.698.672 ). El aviso creó un furor evocador de Unisys'procura afirmar las sus derechas sobre el estándar de la compresión de la imagen del GIF.

El comité del JPEG investigó las demandas de la patente en 2002 y era de la opinión que fueron invalidados cerca arte anterior.[5] Otros también concluyeron que Forgent no tenía una patente que cubrió el JPEG.[6] Sin embargo, en medio 2002 y 2004 Forgent podía obtener sobre US$105 millón licenciando su patente a unas 30 compañías. En abril de 2004, Forgent demandó a 31 otras compañías para hacer cumplir pagos más futuros de la licencia. En julio del mismo año, un consorcio de 21 compañías de computadora grande archivó un countersuit, con la meta de invalidar la patente. En contraste con otras compañías de computadora importantes tales como Sony y Philips, Microsoft lanzó un pleito importante contra Forgent. En febrero de 2006, Estados Unidos patentan y la oficina de la marca registrada acordó reexaminar la patente del JPEG de Forgent a petición de Fundación pública de la patente.[7] En 26 de mayo, 2006 el USPTO encontró a invalid de la patente basado en arte anterior. El USPTO también encontró que Forgent sabía sobre arte anterior, y no dijo la oficina de patentes, haciendo ninguna súplica para reinstalar la patente altamente poco probable tener éxito.[8]

Forgent también posee una patente similar concedida por la Oficina Europea de Patentes en 1994, aunque es confuso cómo es ejecutorio es.[9]

En fecha 27 de octubre, 2006, los E.E.U.U. el término de 20 años de la patente aparece haber expirado, y en noviembre de 2006, Forgent acordó abandonar la aplicación de las demandas de la patente contra el uso del estándar del JPEG.[10]

El comité del JPEG tiene como una de sus metas explícitas que sus estándares (particularmente sus métodos de la línea de fondo) sean realizables sin el pago de los honorarios de licencia, y han asegurado las derechas apropiadas de la licencia para su próximo JPEG 2000 estándar sobre de 20 organizaciones grandes.

Comenzando en agosto de 2007, otra compañía, tenencias globales de la patente, LLC demandó que su patente (LOS E.E.U.U. Patente 5.253.341 ), es infringido por descargar de las imágenes del JPEG en un Web site o con E-mail. Si no invalidado, esta patente podría aplicarse a cualquier Web site que exhiba imágenes del JPEG. La patente emergió en julio de 2007 siguiendo un reexamen de siete años por los E.E.U.U. La oficina de la patente y de la marca registrada en la cual todas las demandas originales de la patente fueron revocadas, solamente una demanda adicional (demanda 17) fue confirmada.[11] En sus primeros dos pleitos que seguían el reexamen, ambos archivaron en Chicago, Illinois, las tenencias globales de la patente demandaron los embaladores de la bahía verde, el CDW, Motorola, Apple, el Orbitz, el Officemax, Caterpillar, Kraft y el Peapod como demandados. Un tercer pleito fue archivado el 5 de diciembre de 2007 en la Florida meridional contra ADT Security Services, AutoNation, la Florida Crystals Corp., HearUSA, MovieTickets.com, Ocwen Financial Corp. y reino del neumático, y un cuarto pleito el 8 de enero de 2008 en la Florida meridional contra el recurso y el club de Boca Raton. Un quinto pleito fue archivado contra tenencias globales de la patente en Nevada. Ese pleito fue archivado por Zappos.com, el inc., que alegado fue amenazado por las tenencias globales de la patente, y busca un declaración judicial que 'la patente 341 es inválida y no infringida. El dueño de la patente también ha utilizado la patente para demandar o para amenazar a críticos abiertos de las amplias patentes del software, incluyendo Gregory Aharonian[12] y el operador anónimo de un blog del Web site conocido como “el perseguidor de Troll de la patente.”[13] El 21 de diciembre de 2007, el abogado patentado Vernon Francissen de Chicago pidió los E.E.U.U. Oficina de la patente y de la marca registrada para reexaminar la demanda restante única 'de la patente 341 en base del nuevo arte anterior.[14] El 5 de marzo de 2008, los E.E.U.U. La oficina de la patente y de la marca registrada acordó reexaminar los '341 patenta, encontrando que el nuevo arte anterior planteó nuevas preguntas substanciales con respecto a la validez de la patente.[15] A la luz del reexamen, los infringers acusados en cuatro de los cinco hasta que finalicen pleitos se han movido para suspender sus casos hasta que finalice la terminación de los E.E.U.U. Revisión de la oficina de la patente y de la marca registrada 'de la patente 341. Niro, Scavone, Haller y Niro es la consejería jurídica que está representando tenencias globales de la patente.

Estándares

  • JPEG (lossy y lossless): ITU-T T.81, ISO/IEC ES 10918-1
  • JPEG (extensiones): ITU-T T.84
  • JPEG-LS (lossless, mejorado): ITU-T T.87, ISO/IEC ES 14495-1
  • JBIG (cuadros blancos y negros): ITU-T T.82, ISO/IEC ES 11544-1
  • JPEG 2000 (sucesor de JPEG/JPEG-LS): ITU-T T.800, ISO/IEC ES 15444-1
  • JPEG-2000 (extensiones): ITU-T T.801

Vea también

Referencias

  1. ^ http://www.w3.org/Graphics/JPEG/jfif3.pdf Formato del archivo de JFIF como pdf
  2. ^ Carril de Tom (1999-03-29). FAQ de la compresión de la imagen del JPEG. Recuperado encendido 2007-09-11. (Q. 14: ¿“Por qué toda la discusión sobre formatos del archivo? ”)
  3. ^ Página 36
  4. ^ El JPEG todavía representa el estándar de la compresión, resumen de Gregory K. Wallace (Gzipped Posdata archivo)
  5. ^ Respecto a demandas recientes de la patente
  6. ^ JPEG y JPEG2000 - entre la pelea de la patente y el cambio de la tecnología (Archivo)
  7. ^ La oficina de la marca registrada reexamina patente del JPEG de Forgent. Publish.com (3 de febrero, 2006). Recuperado encendido 2007-07-21.
  8. ^ USPTO: Las demandas más amplias Forgent afirman contra Invalid estándar del JPEG. Groklaw.net (26 de mayo, 2006). Recuperado encendido 2007-07-21.
  9. ^ Sistema de codificación para reducir redundancia
  10. ^ Demanda de la patente del JPEG entregada. Fundación pública de la patente (2 de noviembre, 2006). Recuperado encendido 2006-11-03.
  11. ^ Certificado ex del reexamen de Parte para los E.E.U.U. No. de la patente. 5.253.341
  12. ^ [ http://eupat.ffii.org/pikta/xrani/rozmanith/index.en.html Rozmanith: Usando patentes del software para silenciar a críticos]
  13. ^ Una generosidad de $5.000 al perseguidor conocido de Troll: El rayo Niro desea saber quién está diciendo todas esas cosas repugnantes sobre él
  14. ^ Trolls de la caza: USPTO pidió reexaminar amplia patente de la imagen
  15. ^ LOS E.E.U.U. Oficina de patentes - conceder el reexamen en 5.253.341 C1

Acoplamientos externos

v • d • e
Multimedias compresión formatos
Compresión video
H.120 · H.261 · H.262 · H.263 · H.264
Otros
AMV · AVS · Bink · Dirac · Indeo · Pixlet · RealVideo · RTVideo  · SheerVideo  · Smacker · Nieve  · Theora · VC-1 · VP6 · VP7 · WMV
Compresión audio
G.711 · G.722 · G.722.1 · G.722.2 · G.723 · G.723.1 · G.726 · G.728 · G.729 · G.729.1 · G.729a
Otros
AC3 · Amr · Apple Lossless · ATRAC · FLAC · iLBC · Audio del mono · μ-ley · Musepack · Nellymoser · OptimFROG · RealAudio · RTAudio · SHN · Sirena · Speex · Vorbis · WavPack · WMA · TAK
Compresión de la imagen
JPEG · JPEG 2000 · JPEG lossless · JBIG · JBIG2 · Png  · WBMP
Otros
BMP · GIF · ICER  · ILBM · PCX · PGF  · TGA  · Tiff  · Foto del JPEG XR/de HD
Envases de los medios
General
3GP · ASF · AVI · Bink · DMF · DPX · FLV · Matroska · MP4 · MXF · TUERCA · Ogg · Medios de Ogg · QuickTime · RealMedia · Smacker · RIFF · VOB
Audio solamente
AIFF · AU · WAV
Vea Métodos de la compresión para los métodos y Puestas en práctica del software de la compresión para los codecs
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