Ztrátová komprese obrázků JPG

Ztrátová komprese obrázků JPG

Formát JFIF (JPEG File Interchange format)

sekvenční, nejpoužívanější progresivní, poněkud více náročné na paměť, určeno pro přenos obrázků po síti bezeztrátový, není příliš známé ani používané/podporované hierarchický,mnoho rozlišení v jednom snímku, rychlé náhledy

Sekvenční kódování JPG

Posloupnost operací

Úprava barevného modelu

RGB → Y Cb Cr

Y= 0,299*R + 0,587*G + 0,114*B (jas)Cb = - 0,1687*R - 0,3313*G + 0,5*B + 128Cr = 0,5*R - 0,4187*G - 0,0813*B + 128

R = Y + 1.402*(Cr-128)G = Y - 0.34414*(Cb-128) - 0.71414*(Cr-128)B = Y + 1.772*(Cb-128)

Podvzorkování složek Cb,Cr

Spočítá se průměr hodnot pro blok 2x1 pixelů (6ti bitový vzor/sample),

6 bitů -> 4 bity (komprese na 67%) nebo 2x2 pixely (12ti bitový vzor/sample),

12 bitů -> 6 bitů (komprese na 50%)

DCT transformace

DCT (dopředná kosinová transformace)

Pro blok 8x8 pixelů

Příklad

139 144 149 153 155 155 155 155144 151 153 156 159 156 156 156150 155 160 163 158 156 156 156159 161 162 160 160 159 159 159159 160 161 162 162 155 155 155161 161 161 161 160 157 157 157162 162 161 163 162 157 157 157162 162 161 161 163 158 158 158

Koeficienty po DCT

AC koeficient (= 8 násobek průměrné hodnoty jasu

Kvantizační matice – příklad(matice pro jas pro „kvalitu“ 90%)

Kvantizační matice• Stanoveny standardizační komisí JPEG. Zvlášť pro jas a pro barevné složky.• Stanoveny matice pro kvalitu komprese 10% a 90%.• Pro ostatní hodnoty kvality se dopočítají lineární interpolací.• Pro hodnoty kvality pod 10% a nad 90% se jejich použití nedoporučuje.

Koeficienty po kvantizaci

AC koeficienty

Ukládají se zvlášťNekomprimují seMohou sloužit pro rychlý náhled na obrázek ve stupních šedi (AC koeficienty pro jas, 8x zmenšený obrázek)Nebo pro plnobarevný náhled (zmenšení 16x8, nebo 16x16).

Huffmanovo kódování

Příklad

0, -2, -1, -1, -1, 0, 0, -1, -1

Rekonstruovaná tabulka DCT koeficientů

Po inverzní DCT transformaci

Rozdílová tabulka

Příklad

Původní obrázek 280kB Kvalita 100%, 65kB

Kvalita 10%, 18kB Kvalita 2%, 13kB