Joint Photographic Experts Group
Joint Photographic Experts Group (JPEG) és el nom d'un comité d'experts que va crear un estàndar de compressió i codificació d'archius i imàgens fixes, que és actualment un dels formats més utilisats per a fotografies.[1] Este comité va ser integrat des dels seus inicis per la fusió de vàries agrupacions en un intent de compartir i desenrollar la seua experiència en la digitalisació d'imàgens. l'ISO, tres anys abans (abril de 1983), havia iniciat les seues investigacions en l'àrea.
Ademés de ser un método de compressió, és a sovint considerat com un format d'archiu. JPEG/Exif és el format d'image més comuna, utilisat per les càmares fotogràfiques digitals i atres dispositius de captura d'image, junt en JPG/JFIF, que també és un atre format per a l'almagasenament i la transmissió d'imàgens fotogràfiques en la World Wide Web. Estes variacions de formats a sovint no es distinguixen, i es diuen “JPEG”. Els archius d'este tipo se solen nomenar en l'extensió .jpg.
Compressió de el JPEG
[editar | editar còdic]
El format JPEG utilisa habitualment un algoritme de compressió en pèrdua per a reduir el tamany dels archius d'imàgens. Açò significa que al descomprimir o visualisar l'image no s'obté exactament la mateixa image de la que es partia abans de la compressió. Existixen també tres variants de l'estàndart JPEG que comprimixen l'image sense pèrdua de senyes: JPEG 2000, JPEG-LS i Lossless JPEG.
L'algoritme de compressió JPEG es basa en dos fenomens visuals del ull humà: un és el fet de que és molt més sensible al canvi en la lluminància que en la crominancia; és dir, capta més clarament els canvis de lluïxc que de color. L'atre és que nota en més facilitat menuts canvis de lluentor en zones homogénees que en zones a on la variació és gran, per eixemple en les vores dels cossos dels objectes.
Una de les característiques de el JPEG és la flexibilitat a l'hora d'ajustar el grau de compressió. Un grau de compressió molt alt generarà un archiu de chicotet tamany, a costa d'una pèrdua significativa de calitat. En una taxa de compressió baixa s'obté una calitat d'image molt semblada a la de l'original, pero en un tamany d'archiu major.
La pèrdua de calitat quan es realisen successives compressió és acumulativa. Açò significa que si es comprimix una image i es descomprime, es perdrà calitat d'image, pero si es torna a comprimir una image ya comprimida s'obtindrà una pèrdua encara major. Cada successiva compressió causarà pèrdues adicionals de calitat. La compressió en pèrdua no és convenient en imàgens o gràfics que tinguen texts, llínees o vores molt definides, pero sí per a archius que continguen grans àrees de colors sòlits.
El format JPEG no inclou en la seua codificació la gestió del canal alfa, que és lo que definix l'opacitat d'un píxel en una image. Per tant a diferència de formats com el PNG, o variants de l'estàndart com el JPEG 2000, el format JPEG estàndart no és capaç de gestionar transparències.
Codificació
[editar | editar còdic]Moltes de les opcions de l'estàndart JPEG s'usen poc. Açò és una descripció breu d'un dels molts métodos usats comunament per a comprimir imàgens quan s'apliquen a una image d'entrada en 24 bits per pixel (huit per cada roig, vert, i blau, o també dit "8 bits per canal"). Esta opció particular és un método de compressió en pèrdua.
Transformació de l'espai de color
[editar | editar còdic]
Comença convertint l'image des de la seua model de color RGB a un atre cridat YUV o YCbCr. Este espai de color és similar al que usen els sistemes de color per a televisió PAL i NTSC, pero és molt més semblat al sistema de televisió MAC (Components Analògiques Multiplexadas).
Este espai de color (YUV) té tres components:
- La component I, o lluminància (informació de lluentor); és dir, l'image en escala de grises.
- Les components O o Cb i V o Cr, respectivament diferencia del blau (relativiza l'image entre blava i roig) i diferència del roig (relativiza l'image entre verda i roig); abdós senyals són conegudes com crominancia (informació de color).
Les equacions que realisen este canvi de base de RGB a YUV són les següents:
I = 0,257 * R + 0,504 * G + 0,098 * B + 16 Cb = O = -0,148 * R - 0,291 * G + 0,439 * B + 128 Cr = V = 0,439 * R - 0,368 * G - 0,071 * B + 128
Les equacions per al canvi invers es poden obtindre rebujant de les anteriors i s'obtenen les següents:
B = 1,164 * (I - 16) + 2,018 * (O - 128) G = 1,164 * (I - 16) - 0,813 * (V - 128) - 0,391 * (O - 128) R = 1,164 * (I - 16) + 1,596 * (V - 128)
NOTA: Estes equacions estan en contínua investigació, per lo que es poden trobar en llibres i en la ret atres equacions distintes pero en coeficients molt pareguts.
Si s'analisa el primer trio d'equacions vorem que les tres components prenen com a valor mínim el 16. El canal d'lluminància (canal I) té com a valor màxim el 235, mentres que els canals de crominancia el 240. Tots estos valors caben en un byte fent grosseig al sancer més pròxim. Durant esta fase no hi ha pèrdua significativa d'informació, encara que el grosseig introduïx un chicotet marge d'error imperceptible per a l'ull humà.
Submuestreo
[editar | editar còdic]
Una opció que es pot aplicar en guardar l'image és reduir l'informació del color respecte a la de lluentor (pel fenomen visual en l'ull humà comentat anteriorment). Hi ha varis métodos: si este pas no s'aplica, l'image seguix en el seu espai de color YUV (este submuestreo s'entén com 4:4:4), en lo que l'image no sofrix pèrdues. Pot reduir-se l'informació cromàtica a la mitat, 4:2:2 (reduir en un factor de 2 en direcció horisontal), en lo que el color té la mitat de resolució (en horisontal) i la lluentor seguix intacte. Un atre método, molt usat, és reduir el color a la quarta part, 4:2:0, en el que el color es reduïx en un factor de 2 en abdós direccions, horisontal i vertical. Si l'image de partida estava en escala de grises (blanc i negre), pot eliminar-se per complet l'informació de color, quedant com 4:0:0.
Alguns programes que permeten el guardat d'imàgens en JPEG (com el que usa GIMP) es referixen a estos métodos en 1×1,1×1,1×1 per a YUV 4:4:4 (no perdre color), 2×1,1×2,1×1 per a YUV 4:2:2 i 2×2,1×1,1×1 per a l'últim método, YUV 4:2:0.
Les tècniques algorítmiques usades per a este pas (per a la seua reconstrucció exactament) solen ser interpolació bilineal, veí més pròxim, convolución cúbica, Bezier, b-spline i Catmun-Roll.rh
Transformació discreta de coseno (DCT)
[editar | editar còdic]Cada component de l'image es dividix en menuts blocs de 8×8 píxelés, que es processen de forma casi independent, lo que disminuïx notablement el temps de càlcul. D'açò resulta la típica formació cuadriculada, que es torna visible en les imàgens guardades en alta compressió. Si l'image va sofrir un submuestreo del color, els colors quedarien en l'image final en blocs de 8×16 i 16×16 píxels, segons anara 4:2:2 o 4:2:0.
Despuix, cada chicotet bloc es convertix al domini de la freqüència a través de la transformació discreta de coseno, abreviadamente cridada DCT.
Un eixemple d'un d'eixos menuts blocs de 8×8 inicial és est:
El següent procés és restar-los 128 per a que queden números entorn al 0, entre -128 i 127.
Es procedix a la transformació per DCT de la matriu, i el grosseig de cada element al número entero més propenc.
Note's que l'element més gran de tota la matriu apareix en el cantó superior esquerre; est és el coeficient DC.
Vore també
[editar | editar còdic]Referències
[editar | editar còdic]- ↑ «JPG o PNG: diferències i idoneïtat dels formats d'image» (en és). IONOS Digitalguide. Consultat el 2022-05-16.
Referències
[editar | editar còdic]
- Este artícul conté una traducció derivada de «Joint Photographic Experts Group» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.