Следующий шаг в сжатии изображений

Несмотря на то что для сжатия TIFF-файлов используется неплохая схема компрессии, такие файлы могут быть очень большими. Популярность передачи файлов с изображениями через телекоммуникационные линии (еще до появления сети Интернет) побудила консорциум, получивший название объединенной группы экспертов в области фотографии — JPEG (Joint Photographic Experts Group), разработать эффективную схему сжатия для полутоновых изображений. В формате JPEG используется три разных алгоритма: дискретное косинус-преобразование , процедура квантования и цифровой метод сжатия , в частности, метод Хаффмана.

Сначала алгоритм JPEG делит изображение на большие ячейки размером 8?8 пикселей и разделяет его на специальные цветовые области, т.е. отделяет уровни яркости от хроматических (цветовых) значений. В таком режиме алгоритм JPEG может обеспечивать различную степень сжатия для разных типов данных. Поскольку яркость наиболее важна для восприятия, для цветовых значений можно применять более высокую степень сжатия. Человеческий глаз легче фиксирует небольшие изменения в яркости, чем эквивалентные изменения цвета.

Затем алгоритм выполняет дискретное косинус-преобразование информации. Эта математическая операция просто анализирует ячейки размером 64 пикселя и ищет подобные. Избыточными считаются те пиксели, которые имеют те же значения, что и их соседи. Такие пиксели можно отбросить.

После этого запускается процедура квантования (quantization routine), которая заменяет белым цветом те группы пикселей, цвет которых похож на белый. Затем оттенки серого и цветовая информация сжимаются с помощью записи разности тонов соседних пикселей. Результирующая строка цифр кодируется с помощью комбинации математических операций. Таким образом, блок 8?8, содержащий 24 бит информации на каждый пиксель (192 байт), часто можно сжать до 10–13 или даже менее байтов. Алгоритм JPEG позволяет использовать различные коэффициенты сжатия, и при высоких коэффициентах отбрасывается большее количество информации.

И, наконец, полученные коды подвергаются цифровому сжатию, которое напоминает метод Хаффмана . Этот финальный шаг не приводит к потере информации, но следует помнить, что вся избыточная информация, содержащаяся в отброшенных данных, уже потеряна.

Поскольку алгоритм JPEG отбрасывает часть информации, его называют алгоритмом сжатия с потерей качества . Это означает, что изображение после сжатия и восстановления не будет совпадать с исходным. Однако в большинстве случаев разницу между исходным и сжатым изображением заметить трудно.

При компрессии в формате JPEG изображения сжимаются в отношении 5:1 или 15:1. Степень сжатия определяется типом и количеством деталей на изображении. Большие невыразительные области (небо, бесцветные стены и т.д.) сжимаются лучше, чем изображение, которое содержит много деталей.

Этот вид компрессии часто применяется для файлов, которые будут размещаться на Web-страницах или отправляться по электронной почте. Он также используется для сжатия файлов цифровой фотокамеры. Однако при сжатии и сохранении JPEG-файла каждый раз теряется большое количество информации. Поэтому редактируемый файл не следует сохранять в JPEG-формате. Лучше сохранить исходный файл в формате TIFF и отредактировать его, не удаляя первоначальный снимок. В таком случае вы всегда сможете вернуться к исходной версии, если это будет необходимо.