• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • JPEG



    Podstrony: [1] 2 [3] [4]
    Przeczytaj także...
    Kodowanie Huffmana (ang. Huffman coding) – jedna z najprostszych i łatwych w implementacji metod kompresji bezstratnej. Została opracowana w 1952 roku przez Amerykanina Davida Huffmana.Rozszerzenie – sposób oznaczania typu pliku za pomocą sufiksu jego nazwy. Rozszerzenie jest oddzielone od reszty nazwy za pomocą kropki. Ponieważ w nowoczesnych systemach nazwa pliku może sama w sobie zawierać kropki, przyjmuje się, że rozszerzeniem jest część nazwy po ostatniej kropce, a samo rozszerzenie nie zawiera kropek.
    Historia standardu JPEG[]

    Prace nad standardem rozpoczęły się w kwietniu 1983 roku w organizacji ISO. W 1986 roku z inicjatywy ISO oraz CCITT powstał zespół ekspertów nazwany Joint Photographic Experts Group (ang. Połączona Grupa Ekspertów Fotograficznych), który zjednoczył wysiłki różnych niezależnych grup.

    Standard o nazwie ISO/IEC IS 10918-1 | ITU-T Recommendation T.81 został opublikowany w dwóch częściach w 1991 roku i definiował podstawowy (ang. baseline), sekwencyjny tryb kompresji stratnej, oparty na dyskretnej transformacie kosinusowej (DCT) oraz jego różne rozszerzenia:

    Patent – potocznie: dokument wydawany przez urzędy patentowe; właściwie: ograniczone w czasie prawa właściciela rozwiązania technicznego do wyłącznego korzystania z wynalazku bądź wynalazków będących przedmiotem patentu w celach zawodowych lub zarobkowych na terenie państwa, które decyzją administracyjną patentu udzieliło, pod warunkiem wniesienia opłat za co najmniej pierwszy okres ochrony od daty zgłoszenia.Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna, ISO (ang. International Organization for Standardization, fr. Organisation internationale de normalisation) – organizacja pozarządowa zrzeszająca krajowe organizacje normalizacyjne.
  • Tryb progresywny kompresji, również oparty na DCT, przewidziany do wyświetlania obrazów w trakcie przesyłania danych. Efekt płynnie wyostrzającego się obrazu jest szczególnie dobrze widoczny przy użyciu szybkiego dekompresora i wolnej transmisji danych. Tryb ten zyskał rozpowszechnienie wraz z rozwojem Internetu.
  • Tryb hierarchiczny, pozwalający na zapis w jednym pliku tego samego obrazu jako sekwencji kadrów o różnych rozdzielczościach. Kolejne kadry są kodowane jako różnice względem kadrów poprzednich, o niższej rozdzielczości, a nie jako oddzielne obrazy, co zmniejsza rozmiar pliku. Tryb ten nie definiuje, która z metod kompresji ma zostać użyta. Tryb hierarchiczny umożliwia szybki podgląd obrazów bez czasochłonnej dekompresji obrazów o wysokiej rozdzielczości, co ma zastosowanie np. w fotografii cyfrowej.
  • Opisane metody kompresji stratnej umożliwiają uzyskanie dużej kompresji obrazu, rzędu 20:1 kosztem pewnej utraty szczegółów, na ogół niezauważalnej.

    JPEG 2000 – standard kompresji obrazu opracowany jako uzupełnienie istniejących, bardzo popularnych technik kompresji JPEG.Kompresja danych (ang. data compression) – polega na zmianie sposobu zapisu informacji tak, aby zmniejszyć redundancję i tym samym objętość zbioru. Innymi słowy chodzi o wyrażenie tego samego zestawu informacji, lecz za pomocą mniejszej liczby bitów.

    Opublikowany standard JPEG nie opisywał dokładnych implementacji algorytmów kompresji, W rezultacie powstało wiele rozwiązań różniących się nawet w takich szczegółach, jak skala jakości obrazu. Równocześnie z implementacjami komercyjnymi, częściowo opatentowanymi, zaczęły powstawać rozwiązania rozprowadzane na innych licencjach. Szczególnie wyróżniła się praca zespołu znanego jako Independent JPEG Group (IJG), zakończona publikacją bibliotek kompresji i dekompresji JPEG jako wolnego oprogramowania na licencji zbliżonej do licencji BSD.

    FAQ (ang. Frequently Asked Questions) – zbiory często zadawanych pytań i odpowiedzi na nie, mające na celu udzielenie danemu użytkownikowi serwisu internetowego pomocy bez konieczności angażowania do tego jakichkolwiek osób.PNG (ang. Portable Network Graphics) – rastrowy format plików graficznych oraz system bezstratnej kompresji danych graficznych.

    Standard JPEG nie określał też dokładnego formatu plików graficznych, zdefiniowano tylko podstawy znane pod nazwą JPEG Interchange Format. W rezultacie największą popularność uzyskał wprowadzony przez firmę C-cube Microsystems format JFIF (ang. JPEG File Interchange Format), stanowiący rozszerzenie wobec standardu i posługujący się rozszerzeniem „jpeg” albo „jpg”, dlatego często błędnie identyfikowany ze standardem JPEG. Inny popularny format pliku wykorzystujący standard JPEG to TIFF.

    Kompresja bezstratna (ang. lossless compression) – ogólna nazwa metod kompresji informacji do postaci zawierającej zmniejszoną liczbę bitów, pod warunkiem, że metoda ta gwarantuje możliwość odtworzenia informacji z postaci skompresowanej do identycznej postaci pierwotnej.Grafika rastrowa – prezentacja obrazu za pomocą pionowo-poziomej siatki odpowiednio kolorowanych pikseli na monitorze komputera, drukarce lub innym urządzeniu wyjściowym.

    W 1993 roku opracowano rozszerzenie standardu JPEG dla bezstratnej kompresji, używające zupełnie innej metody niż istniejące metody stratne. Rozszerzenie to nie jest obsługiwane przez biblioteki IJG i nigdy się szerzej nie przyjęło.

    W 1995 pod nazwą ISO/IEC IS 10918-3 | ITU-T Recommendation T.84 opublikowano część trzecią standardu, zawierającą kolejne rozszerzenia, które miały poprawić jakość obrazu przy tym samym stopniu kompresji. Są to m.in.:

  • zmienna kwantyzacja (ang. variable quantization) uwzględnia różne poziomy szczegółowości w różnych częściach obrazu;
  • wybiórcza poprawa jakości (ang. selective refinement) umożliwia kontynuację progresywnej dekompresji lub podjęcie dekompresji z kadru o wyższej rozdzielczości tylko dla fragmentów obrazu zawierających najwięcej szczegółów;
  • podział na kafelki (ang. tiling), umożliwiający składanie obrazu z kawałków o różnych rozmiarach, rozdzielczościach, współczynnikach kompresji czy nawet paletach barw.
  • Poza tym zdefiniowano standardowy format pliku o nazwie SPIFF (ang. Still Picture Interchange File Format), który jako kompatybilny wstecznie miał zastąpić format JFIF. Darmowe biblioteki IJG nie obsługują rozszerzeń zawartych w tej części standardu.

    Kompresja stratna — metoda zmniejszania liczby bitów potrzebnych do wyrażenia danej informacji, które nie dają gwarancji, że odtworzona informacja będzie identyczna z oryginałem. Dla niektórych danych algorytm kompresji stratnej może odtworzyć informację w sposób identyczny.Portret (fr. portrait) – obraz, zdjęcie lub inne dzieło będące przedstawieniem osoby i odwzorowujące jej wygląd zewnętrzny, a czasem także cechy osobowości.

    Krytyka braku w standardzie dobrych metod bezstratnej kompresji, które nadawałyby się do zapisu obrazu o najwyższej jakości czy kompresji różnic między kadrami w trybie hierarchicznym, przyczyniła się do rozpoczęcia prac nad kolejnym rozszerzeniem standardu. Komitet JPEG rozpatrzył różne algorytmy i jako podstawę kolejnego rozszerzenia standardu wybrał sekwencyjny algorytm LOCO-I (ang. low complexity, context-based, lossless image compression algorithm), opracowany w HP Labs w 1996. Standard został opublikowany w 1999 roku w dokumencie ISO/IEC IS 14495-1 | ITU-T T.87, a metoda kompresji jest znana pod nazwą JPEG-LS. Metoda ta daje kompresję rzędu 2:1 i nie jest zbyt powszechnie stosowana. Standard opisuje również (mało) stratny tryb metody JPEG-LS.

    WebP - format kompresji statycznych i animowanych obrazów rastrowych. Jest rozwijany przez Google w oparciu o technologie zdobyte przy zakupie On2 Technologies. Został zaprezentowany 30 września 2010. Siostrzanym projektem jest format wideo WebM. WebP ma dwa tryby kompresji: stratną i bezstratną.Pejzaż (fr. paysage) – malarstwo krajobrazowe, czyli malarstwo przedstawiające krajobraz, widok natury lub otoczenia miejskiego.

    W tym samym czasie trwały też prace nad modyfikacją metod stratnych, które miały wyeliminować wady stosowanego dotychczas algorytmu DCT. Na następcę wybrano algorytm dyskretnej transformaty falkowej, co dało możliwość połączenia kompresji stratnej i bezstratnej oraz zastosowania wcześniej zdefiniowanych rozszerzeń w jednej metodzie. Tak zdefiniowany standard otrzymał nazwę JPEG 2000 i został ogłoszony w 2000 roku w dokumencie ISO/IEC 15444-1:2000.

    Hewlett-Packard Company (HP), NYSE: HPQ - amerykańska firma informatyczna z siedzibą w Palo Alto w Kalifornii. W 2010 roku druga pod względem obrotów największa firma informatyczna świata. Producent m.in. komputerów osobistych, serwerów, drukarek i urządzeń poligraficznych oraz dostawca usług IT. W 1999 z HP wyodrębniono działy produkujące elektroniczny sprzęt pomiarowy, podzespoły oraz sprzęt medyczny i naukowy, formując osobną spółkę Agilent Technologies. W 2002 firma przejęła konkurenta Compaq Computer. W roku 2010 firma zatrudniała na całym świecie ok. 324 tys. osób.Piksel (ang. pixel – wyraz utworzony ze zbitki dwóch angielskich słów: picture+element) jest to najmniejszy jednolity (przedstawiający konkretny kolor, patrz subpiksel) element obrazu wyświetlanego na ekranie (monitora komputerowego, telewizora itp.), drukowanego (dotyczy technologii druku punktowego) lub uzyskiwanego za pomocą urządzeń przetwarzania obrazu (aparat cyfrowy, skaner).

    Algorytm stratny JPEG[]

    Algorytm kompresji używany przez JPEG jest algorytmem stratnym, tzn. w czasie jego wykonywania tracona jest bezpowrotnie część pierwotnej informacji.

    Algorytm przebiega następująco: (część danych zaczerpnięto z hasła kompresja stratna)

  • obraz jest konwertowany z kanałów czerwony-zielony-niebieski (RGB) na jasność (luminancję) i 2 kanały barwy (chrominancje). Ludzie znacznie dokładniej postrzegają drobne różnice jasności od drobnych różnic barwy, a więc użyteczne jest tutaj użycie różnych parametrów kompresji. Krok nie jest obowiązkowy (opcjonalnie można go pominąć).
  • wstępnie odrzucana jest część pikseli kanałów barwy, ponieważ ludzkie oko ma znacznie niższą rozdzielczość barwy niż rozdzielczość jasności. Można nie redukować wcale, redukować 2 do 1 lub 4 do 1.
  • kanały są dzielone na bloki 8 × 8 pikseli. W przypadku kanałów kolorów, jest to 8 × 8 danych po redukcji rozdzielczości, a więc zwykle 16 × 16 pikseli obrazu początkowego.
  • na blokach wykonywana jest dyskretna transformata kosinusowa (DCT). Zamiast wartości pikseli mamy teraz średnią wartość wewnątrz bloku oraz częstotliwości zmian wewnątrz bloku, obie wyrażone przez liczby zmiennoprzecinkowe. Transformata DCT jest odwracalna, więc na razie nie tracimy żadnych danych.
  • Zastąpienie średnich wartości bloków przez różnice wobec wartości poprzedniej (DPCM). Poprawia to w pewnym stopniu współczynnik kompresji.
  • Kwantyzacja, czyli zastąpienie danych zmiennoprzecinkowych przez liczby całkowite. To właśnie tutaj występują straty danych. Zależnie od parametrów kompresora, odrzuca się mniej lub więcej danych. Zasadniczo większa dokładność jest stosowana do danych dotyczących niskich częstotliwości niż wysokich.
  • współczynniki DCT są uporządkowywane zygzakowato, aby zera leżały obok siebie.
  • współczynniki niezerowe są kompresowane algorytmem Huffmana. Są specjalne kody dla ciągów zer.
  • Użyta transformata powoduje efekty blokowe w przypadku mocno skompresowanych obrazków.

    Falki (z ang. wavelet) – rodziny funkcji zbioru liczb rzeczywistych w zbiór liczb rzeczywistych, z których każda jest wyprowadzona z funkcji-matki (z tzw. funkcji macierzystej) za pomocą przesunięcia i skalowania:TIFF (ang. Tagged Image File Format) – komputerowy format plików graficznych. Służy do zapisywania grafiki rastrowej.

    Wielką innowacją algorytmu JPEG była możliwość kontroli stopnia kompresji w jej trakcie, co umożliwia dobranie jego stopnia do danego obrazka, tak aby uzyskać jak najmniejszy plik, ale o zadowalającej jakości.

    Podstrony: [1] 2 [3] [4]



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    GIF (ang. Graphics Interchange Format) – format pliku graficznego z kompresją bezstratną (opis niżej) stworzony w 1987 roku przez firmę CompuServe. Pliki tego typu są powszechnie używane na stronach WWW, gdyż pozwalają na tworzenie animacji dwustanową przezroczystością.
    Grafika komputerowa – dziedzina informatyki zajmująca się wykorzystaniem technik komputerowych do celów wizualizacji artystycznej oraz wizualizacji rzeczywistości. Grafika komputerowa jest obecnie narzędziem powszechnie stosowanym w nauce, technice oraz rozrywce.
    MPEG (ang. Moving Picture Experts Group) - grupa robocza ISO/IEC zajmująca się rozwojem standardów kodowania audio i wideo, a także zatwierdzona przez ISO grupa powszechnie stosowanych formatów zapisu danych zawierających obraz i dźwięk.
    Algorytm – w matematyce skończony ciąg jasno zdefiniowanych czynności, koniecznych do wykonania pewnego rodzaju zadań. Słowo "algorytm" pochodzi od starego angielskiego słowa algorism, oznaczającego wykonywanie działań przy pomocy liczb arabskich (w odróżnieniu od abacism – przy pomocy abakusa), które z kolei wzięło się od nazwiska, które nosił Muhammad ibn Musa al-Chuwarizmi (أبو عبد الله محمد بن موسى الخوارزمي), matematyk perski z IX wieku.
    Wolne Oprogramowanie (ang. free software) – termin określający oprogramowanie, które może być uruchamiane, kopiowane, rozpowszechniane, analizowane oraz zmieniane i poprawiane przez użytkowników. Oprogramowanie, aby można je było nazwać wolnym, musi spełniać kilka podstawowych założeń, które zostały zawarte w definicji Wolnego Oprogramowania opublikowanej przez Free Software Foundation. Przysługujące użytkownikowi wolności to:.
    Stereoskopia – technika obrazowania, oddająca wrażenie normalnego widzenia przestrzennego, tzn. reprezentującego nie tylko kształt i kolor obiektów, ale także ich wzajemne zależności przestrzenne, odległość od obserwatora i głębię sceny.
    DPCM (ang. Differential Pulse Code Modulation) – to metoda kompresji stratnej przeznaczona głównie dla sygnałów dźwiękowych. Różnicowa modulacja kodowo-impulsowa (DPCM) opiera się na zasadach kodowania sygnału zastosowanych w modulacji kodowo-impulsowej (PCM). Różnica polega na tym, że nadajnik DPCM próbkuje otrzymany sygnał, a następnie koduje jedynie różnicę pomiędzy próbką rzeczywistą a przewidywaną. Zatem słowa kodowe metody DPCM reprezentują różnice pomiędzy próbkami natomiast słowa kodowe metody PCM konkretne wartości próbek. Odbiornik odtwarza oryginalny sygnał na podstawie przewidzianej przez siebie wartości oraz otrzymanej różnicy.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.031 sek.