JPEG-Komprimierung

Dezember 2016

JPEG-Komprimierung


Das Akronym JPEG (Joint Photographic Expert Group ist das Ergebnis einer im Jahre1982 stattgefundenen Versammlung einer Gruppe von Fotografieexperten, deren Hauptanliegen war, an Methoden der Übertragung von Informationen zu arbeiten (Festbilder oder animierte Bilder). 1986 hat das ITU-T Komprimierungsmethoden zum Versenden von Faxen entwickelt. Diese beiden Gruppen haben sich versammelt, um einen Ausschuss zusammen mit den Experten der Fotografie zu gründen (JPEG).

Im Gegensatz zur LZW-Komprimierung ist die JPEG-Komprimierung eine Komprimierung mit Verlusten, was trotz eines Qualitätsverlusts die Realisierung einer der besten Komprimierungssätze ermöglicht (20:1 bis 25:1 ohne bedeutenden Qualitätsverlust).
Diese Komprimierungsmethode ist viel wirksamer bei fotografierten Bildern (die zahlreiche Pixel mit verschiedenen Farben enthalten) als bei geometrischen Bildern (im Gegensatz zur LZW-Komprimierung), denn bei geometrischen Bildern sind die aufgrund der Komprimierung entstandenen Nuancenunterschiede sehr gut sichtbar.

Die Schritte der JPEG-Komprimierung sind wie folgt:</b>

  • Neue Stichprobe der Chrominanz , da das Auge die Chrominanz-Unterschiede innerhalb eines Quadrats von 2x2 Punkten nicht erkennen kann.
  • Segmentierung des Bildes in 8x8 Punkte-Blöcke, dann die Anwendung der DCT-Funktion (<ital>Discrete Cosinus Transform, diskrete Transformation im Kosinus), die das Bild in Anzahl von Häufigkeiten zerlegt.
  • Quantifikation aller Blöcke, das bedeutet, dass er einen Verlustkoeffizient anwendet (was die Bestimmung des Größe / Qualitäts-Verhältnisses ermöglicht), die Werte hoher Häufigkeiten "annuliert" oder verringert, um die Details abzuschwächen. Dabei wird der Block auf intelligente Weise mit einer RLE-Kodierung durchlaufen (im Zick-Zack, um eine maximale Anzahl von Nullwerten zu entfernen).
  • Kodierung des Bildes , dann Komprimierung nach der Huffman-Methode.



Das Dateiformat, das einen kodierten Fluss in JPEG transportiert, nennt sich in Wirklichkeit JFIF (JPEG File Interchange Format, auf Deutsch JPEG-Dateiaustauschformat ), jedoch wird der Begriff "JPEG-Datei" häufig benutzt.

Es ist anzumerken, dass eine Form der JPEG-Kodierung ohne Verluste existiert (sie nennt sich lossless). Obwohl sie selten von den Informatikern benutzt wird, dient sie vor allem zur medizinischen Bildübertragung, um eine Verwechslung zwischen Artefakten (nur mit dem Bild und seiner Digitalisierung verbunden) und echten pathologischen Anzeichen zu vermeiden. Die Komprimierung ist also weniger wirksam (nur Faktor 2).


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