JPEG, acronim pentru Joint Photographic Experts Group, este un standard foarte popular pentru compresia imaginilor. Este utilizat pe scară largă datorită capacității sale de a reduce semnificativ dimensiunea fișierului cu o pierdere minimă a calității vizuale.
Pașii comprimării JPEG
Comprimarea JPEG implică mai multe etape care transformă imaginea originală într-o versiune comprimată, păstrând în același timp calitatea vizuală. Iată cum funcționează acest proces:
1. Conversia spațiului de culoare
Imaginea originală în format RGB (Red, Green, Blue) este convertită în spațiul de culoare YCbCr. În acest spațiu, Y reprezintă componenta de luminozitate, iar Cb și Cr reprezintă componentele de crominanță (diferențele de culoare). Această conversie permite o mai bună comprimare, deoarece ochiul uman este mai sensibil la schimbările de luminozitate decât la cele de culoare.
2. Eșantionarea crominanței
Eșantionarea crominanței este procesul de reducere a rezoluției componentelor de culoare (Cb și Cr) comparativ cu componenta de luminozitate (Y). Deoarece ochiul uman este mai puțin sensibil la detaliile de culoare, această tehnică ajută la reducerea dimensiunii fișierului fără a afecta semnificativ calitatea vizuală.
3. Divizarea în blocuri
Imaginea este împărțită în blocuri de 8×8 pixeli. Aceste blocuri sunt comprimate individual, ceea ce permite aplicarea algoritmilor de compresie în mod eficient.
4. Transformarea cosinusului discret (DCT)
Fiecare bloc de 8×8 pixeli este transformat folosind transformarea cosinusului discret (DCT). Aceasta transformă datele din domeniul spațial în domeniul frecvenței, permițând identificarea și eliminarea componentelor de frecvență înaltă, care sunt mai puțin vizibile pentru ochiul uman.
5. Cuantizarea
Cuantizarea implică reducerea preciziei valorilor DCT, ceea ce duce la pierderea unor informații. Valorile DCT sunt împărțite printr-o matrice de cuantizare și rotunjite la cele mai apropiate numere întregi. Aceasta este etapa în care se realizează compresia cu pierderi.
6. Codificarea
După cuantizare, matricele de DCT sunt comprimate folosind tehnici de codificare precum codificarea run-length și codificarea Huffman. Aceste tehnici reduc și mai mult dimensiunea fișierului prin comprimarea secvențelor de valori similare și atribuirea de coduri mai scurte pentru valorile mai frecvente.
Decompresia JPEG
Decompresia implică inversarea tuturor pașilor precedenți pentru a reconstrui imaginea originală. Matricele comprimate sunt decodificate, de-cuantizate și apoi transformate înapoi în domeniul spațial folosind transformarea cosinusului invers (IDCT).
JPEG este un standard de compresie a imaginilor care echilibrează eficient dimensiunea fișierului și calitatea vizuală. Acesta se bazează pe înțelegerea perceptuală a modului în care ochiul uman percepe lumina și culoarea, permițând eliminarea informațiilor redundante și comprimarea eficientă a imaginii. De-a lungul decadelor, JPEG a rămas un standard de referință în comprimarea imaginilor datorită eficienței sale și impactului minim asupra calității vizuale.
