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JPEG格式
來源:互聯網

JPEG(Joint Photographic Experts Group)是同名專家小組開發的圖像壓縮技術標準,該標準由國際標準化組織(ISO)制定,是面向連續色調靜止圖像的一種壓縮標準。jpg/jpeg是24位的圖像文件格式,也是一種高效率的壓縮格式,文件格式是JPEG(聯合圖像專家組)標準的產物。

JPEG是第一個國際圖像壓縮標準,用于連續色調靜態圖像(即包括灰度圖像和彩色圖像),其最初目的是使用64Kbps的通信線路傳輸720×576 分辨率壓縮后的圖像。通過損失極少的分辨率,可以將圖像所需存儲量減少至原大小的10%。由于其高效的壓縮效率和標準化要求,目前已廣泛用于彩色FAX、靜止圖像、電話會議、印刷及新聞圖片的傳送上。

JPEG的文件格式一般有兩種文件擴展名:.jpg和.jpeg,這兩種擴展名的實質是相同的,我們可以把.jpg的文件改名為.jpeg,而對文件本身不會有任何影響。嚴格來講,JPEG的文件擴展名應該為.jpeg,由于DOS時代的8.3文件名命名原則,就使用了.jpg的擴展名。

格式介紹

JPEG文件的擴展名為其壓縮技術十分先進,它用去除冗余的圖像和彩色數據,獲取得極高的壓縮率的同時能展現十分豐富生動的圖像,換句話說,就是可以用最少的磁盤空間得到較好的圖像質量。

同時JPEG還是一種很靈活的格式,具有調節圖像質量的功能,允許你用不同的壓縮比例對這種文件壓縮,比如我們最高可以把1.37MB的BMP位圖文件壓縮至20.3KB。當然我們完全可以在圖像質量和文件尺寸之間找到平衡點。

JPEG是Joint Photographic Experts Group(聯合圖像專家組)的縮寫,文件后綴名為".jpg"或".jpeg",是最常用的圖像文件格式,由一個軟件開發聯合會組織制定,是一種有損壓縮格式,能夠將圖像壓縮在很小的儲存空間,圖像中重復或不重要的資料會被丟失,因此容易造成圖像數據的損傷。尤其是使用過高的壓縮比例,將使最終解壓縮后恢復的圖像質量明顯降低,如果追求高品質圖像,不宜采用過高壓縮比例。

但是JPEG壓縮技術十分先進,它用有損壓縮方式去除冗余的圖像數據,在獲得極高的壓縮率的同時能展現十分豐富生動的圖像,換句話說,就是可以用最少的磁盤空間得到較好的圖像品質。而且 JPEG是一種很靈活的格式,具有調節圖像質量的功能,允許用不同的壓縮比例對文件進行壓縮,支持多種壓縮級別,壓縮比率通常在10:1到40:1之間,壓縮比越大,品質就越低;相反地,壓縮比越小,品質就越好。

比如可以把1.37Mb的BMP位圖文件壓縮至20.3KB。當然也可以在圖像質量和文件尺寸之間找到平衡點。JPEG格式壓縮的主要是高頻信息,對色彩的信息保留較好,適合應用于互聯網,可減少圖像的傳輸時間,可以支持24bit真彩色,也普遍應用于需要連續色調的圖像。

JPEG格式是目前網絡上最流行的圖像格式,是可以把文件壓縮到最小的格式,在 P圖軟件中以JPEG格式儲存時,提供11級壓縮級別,以0—10級表示。其中0級壓縮比最高,圖像品質最差。即使采用細節幾乎無損的10 級質量保存時,壓縮比也可達 5:1。以BMP格式保存時得到4.28MB圖像文件,在采用JPG格式保存時,其文件僅為178KB,壓縮比達到24:1。經過多次比較,采用第8級壓縮為存儲空間與圖像質量兼得的最佳比例。PG文件的優點是體積小巧,并且兼容性好。

格式應用

由于JPEG優異的品質和杰出的表現,它的應用也非常廣泛,特別是在網絡和光盤讀物上,肯定都能找到它的影子。具體適用于網頁設計、社交媒體分享、電子郵件附件、照片、封面圖、背景圖等場景。

目前各類瀏覽器均支持JPEG這種圖像格式,因為JPEG格式的文件尺寸較小,下載速度快,使得Web頁有可能以較短的下載時間提供大量美觀的圖像,JPEG同時也就順理成章地成為網絡上最受歡迎的圖像格式。

格式類型

JPEG格式可分為標準JPEG、漸進式JPEG及JPEG2000三種格式。標準JPEG格式在網頁下載時只能由上而下依序顯示圖像,直到圖像資料全部下載完畢,才能看到圖像全貌。漸進式JPEG在網頁下載時,先呈現出圖像的粗略外觀后,再慢慢地呈現出完整的內容,而且存成漸進式JPG格式的文檔比存成標準JPG格式的文檔要來得小,所以如果要在網頁上使用圖像,可以多用這種格式。JPEG2000作為JPEG的升級版,壓縮品質更高,其壓縮率比JPEG高約30%左右,同時支持有損和無損壓縮。JPEG2000格式有一個極其重要的特征在于它能實現漸進傳輸,即先傳輸圖像的輪廓,然后逐步傳輸數據,不斷提高圖像質量,讓圖像由朦朧到清晰顯示。此外,JPEG2000還支持所謂的"感興趣區域"特性,可以任意指定影像上感興趣區域的壓縮質量,還可以選擇指定的部分先解壓縮。

JPEG2000和JPEG相比優勢明顯,且向下兼容,因此可取代傳統的JPEG格式。JPEG2000即可應用于傳統的JPEG市場,如掃描儀、數碼相機等,又可應用于新興領域,如網路傳輸、無線通訊等等,且能改善在無線傳輸時因信號不穩造成的馬賽克現象及位置錯亂情況,提升傳輸品質。

壓縮標準

JPEG成立于1986年,該標準于1992年正式通過,它的正式名稱為“信息技術連續色調靜止圖像的數字壓縮編碼”。JPEG由于可以提供有損壓縮,因此壓縮比可以達到其他傳統壓縮算法無法比擬的程度。

JPEG的壓縮模式有以下幾種:

1.順序式編碼(Sequential Encoding)

一次將圖像由左到右、由上到下順序處理。

2.遞增式編碼(Progressive Encoding)

當圖像傳輸的時間較長時,可將圖像分數次處理,以從模糊到清晰的方式來傳送圖像(效果類似GIF在網絡上的傳 輸)。

3.無有損編碼(Lossless Encoding)

4.階梯式編碼(Hierarchical Encoding)

圖像以數種分辨率來壓縮,其目的是為了讓具有高分辨率的圖像也可以在較低分辨率的設備上顯示。

在Independent JPEG Group所提供的源碼上,有jpegtran程序,就提供了優化Huffman,轉成漸進式,鏡射,旋轉這些無損耗轉換。

性能

JPEG的性能,用質量與比特率之比來衡量,是相當優越的。它的優點是:

JPEG的缺點是:

JPEG的復雜度之低和使用時間之長,給人以深刻的印象。以下是對于8位/像素的中等復雜畫面的圖像,JPEG所給出的幾個等級作為衡量壓縮編碼效果的準則:

其中位/像素( bit/pixel)定義為壓縮圖像(包括色度分量)的總位數除以亮度分量的樣本數。

參考資料 >

JPEG/Exif/TIFF格式解讀(1):JEPG圖片壓縮與存儲原理分析.騰訊云.2024-03-13

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