JPEG
JPEG faila formāts skaitļošanas tehnikā ir faila formāts, ko izmanto digitālo attēlu saspiešanai. Saspiešanas pakāpi var mainīt. Ja attēls ir augstas kvalitātes, tas aizņem lielu glabāšanas apjomu. Ja attēls ir zemas kvalitātes, tas aizņem maz vietas. JPEG faila formāts ir bieži sastopams globālajā tīmeklī. Vārds JPEG ir saīsinājums no Joint Photographic Experts Group, kas izveidoja šo formātu. JPEG failu paplašinājumi ir .jpg, .jpeg, .jpe un citi.
Savvaļas kaķenes fotogrāfija, kurā saspiešanas pakāpe samazinās no kreisās puses uz labo.
Kā tas darbojas
YPb Pr
Pirmā ievērojamākā JPEG saspiešanas īpašība ir veids, kādā tiek saglabāta katra pikseļa krāsa. Katram attēla pikselim tiek piešķirti 3 baiti, lai noteiktu tā krāsu. Visiem trim baitiem var būt jebkura vērtība no 0 līdz 255, un katra iespējamā trīs baitu kombinācija apzīmē citu krāsu. Lielākajā daļā failu formātu krāsu definēšanai izmanto RGB formātu. RGB apzīmē sarkanzaļo, zaļo, zilo. Tā nosaukums ir šāds, jo pirmais no trim baitiem norāda, cik daudz sarkanās krāsas ir pikseļa krāsā. Otrais baits norāda, cik daudz zaļās krāsas ir dotajā krāsā, un trešais baits norāda, cik daudz zilās krāsas ir dotajā piketā. Jo augstāka ir pirmā baita vērtība, jo sarkanāks izskatās pikseļa attēls.
Arī JPEG izmanto trīs baitus katram pikselim, taču tas izmanto YPb Pr (pazīstams arī kā YCb Cr ) formātu. Šeit pirmais baits norāda, cik spilgts ir pikselis. Otrais baits norāda, cik zils ir pikselis. Trešais baits norāda, cik sarkans ir pikselis. Izmantojot šo krāsu formātu, spilgtums tiek saglabāts atsevišķi no krāsas. Tas ir noderīgi, jo mēs gatavojamies saspiest attēlu. Tā kā cilvēka acs labāk redz spilgtumu nekā krāsu, mēs varam piemērot lielāku kompresiju krāsu baitiem (Pb - baits un Pr - baits). Tā kā mēs labāk redzam spilgtumu, mēs izmantojam mazāku saspiešanu Y baitam, lai attēls pēc saspiešanas izskatītos labāk.
Tā kā attēli visbiežāk tiek saglabāti RGB formātā, pirmais JPEG saspiešanas solis parasti ir pareizi mainīt RGB formātu uz YPb Pr formātu.
Diskrētā kosinusa transformācija
JPEG attēla attēlošanai izmanto kosinusa funkcijas. Tāpēc mēs nedaudz pastāstīsim par kosinusa funkcijām. Lūk, kā varētu izskatīties kosinusa funkcija:
Lai kosinusa funkcija atveidotu pikseļa krāsu, mēs sakām, ka, jo augstāka ir kosinusa funkcijas vērtība, jo spilgtāks ir piksele. Ja mums būtu pikseļu kopa, kas ir gaiši-tumši-gaiši, mēs varētu izmantot iepriekš minēto funkciju, lai tos definētu.
Funkcijai varētu būt arī augstāka frekvence. Piemēram, šādi:
Taču šeit ir interesanti. Mēs varam izveidot arī dažādas funkcijas, ņemot vidējo vērtību no dažādām kosinusa funkcijām. Lūk, kā tas izskatītos, ja mēs ņemtu vidējo vērtību no divām iepriekš minētajām funkcijām:
JPEG formātā DCT tiek piemērota blokiem, kas sastāv no 8 × 8 pikseļiem.
Kvantitatīvs novērtējums
Līdz šim, saspiežot attēlu, nav zaudēta nekāda informācija. Šajā posmā mēs filtrējam informāciju. Šā iemesla dēļ šis ir solis, kas pazemina attēla kvalitāti. Katram 8 × 8 pikseļu blokam kosinusa funkcijas ar augstām frekvencēm tiek iestatītas uz 0. Tas nozīmē, ka tās vairs nevar ietekmēt attēla izskatu, kad tas tiek dekompresēts.
Daudzas vērtības tagad būs 0, kas nozīmē, ka to var ļoti viegli saspiest. Tas tiek darīts, izmantojot Hafmena kodēšanu. Hafmena kodēšana ir pēdējais JPEG saspiešanas posms. Tas ir arī vienīgais solis, kurā dati tiek faktiski saspiesti.
cos(x)
cos(2x)
(cos(x) + cos(2x)) / 2
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir JPEG failu formāts?
A: JPEG faila formāts ir faila formāts, ko izmanto digitālo attēlu saspiešanai.
J: Kā var mainīt saspiešanas pakāpi?
A: Saspiešanas pakāpi var mainīt atkarībā no vēlamās kvalitātes.
J: Kas notiek, ja attēlam ir augsta kvalitāte?
A: Ja attēlam ir augsta kvalitāte, tas aizņem lielu uzglabāšanas vietu.
J.: Kur parasti ir sastopams JPEG faila formāts?
A: JPEG faila formāts ir plaši sastopams globālajā tīmeklī.
J.: Ko apzīmē vārds "JPEG"?
A: Vārds "JPEG" apzīmē Joint Photographic Experts Group, kas izveidoja šo formātu.
J.: Kādi ir daži izplatīti JPEG failu paplašinājumi?
A: JPEG failiem parasti tiek lietoti šādi paplašinājumi: .jpg, .jpeg un .jpe.
