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  • 1 # 愛碼農

    JPEG支援影象採用任何一個色彩空間,支援1~4個顏色分量。灰度影象顏色分量數為1。RGB、YUV、YCbCr等擁有3種顏色分量。4種顏色分量的例子是青、洋紅、黃和黑(Cyan,Magenta,Yellow,and Black,CMYK)。

    JPEG 是Joint Photographic Experts Group(聯合影象專家小組)的縮寫,是第一個國際影象壓縮標準。JPEG影象壓縮演算法能夠在提供良好的壓縮效能的同時,具有比較好的重建質量,被廣泛應用於影象、影片處理領域。人們日常碰到的“.jpeg”、‘’.jpg“等指代的是影象資料經壓縮編碼後在媒體上的封存形式,不能與JPEG壓縮標準混為一談。

    JPEG本身只有描述如何將一個影像轉換為位元組的資料串流(streaming),但並沒有說明這些位元組如何在任何特定的儲存媒體上被封存起來。.jpeg/.jpg是最常用的影象檔案格式,由一個軟體開發聯合會組織制定,是一種有失真壓縮格式,能夠將影象壓縮在很小的儲存空間,影象中重複或不重要的資料會被丟失,因此容易造成影象資料的損傷。尤其是使用過高的壓縮比例,將使最終解壓縮後恢復的影象質量明顯降低,如果追求高品質影象,不宜採用過高壓縮比例。但是JPEG壓縮技術十分先進,它用有失真壓縮方式去除冗餘的影象資料,在獲得極高的壓縮率的同時能展現十分豐富生動的影象,換句話說,就是可以用最少的磁碟空間得到較好的影象品質。而且 JPEG是一種很靈活的格式,具有調節影象質量的功能,允許用不同的壓縮比例對檔案進行壓縮,支援多種壓縮級別,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,品質就越高。比如可以把1.37Mb的BMP點陣圖檔案壓縮至20.3KB。當然也可以在影象質量和檔案尺寸之間找到平衡點。JPEG格式壓縮的主要是高頻資訊,對色彩的資訊保留較好,適合應用於網際網路,可減少影象的傳輸時間,可以支援24bit真彩色,也普遍應用於需要連續色調的影象。

    在 Photoshop軟體中以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,影象品質最差。即使採用細節幾乎無損的10 級質量儲存時,壓縮比也可達 5:1。以BMP格式儲存時得到4.28MB影象檔案,在採用JPG格式儲存時,其檔案僅為178KB,壓縮比達到24:1。經過多次比較,採用第8級壓縮為儲存空間與影象質量兼得的最佳比例。

    然而,JPEG靜止影象壓縮標準,中端和高階位元速率上的良好的速率畸變特性,但在低位元率範圍內,將會出現很明顯的方塊效應,其質量變得不可接受。JPEG不能在單一碼流中提供有損和無失真壓縮,並且不能支援大於64×64 K的影象壓縮。同時,儘管當前的JPEG標準具有重新啟動間隔的規定,但當碰到位元差錯時影象質量將受到嚴重的損壞。

    針對這些問題,自1997年3月起,JPEG影象壓縮標準委員會開始著手製定新一代的影象壓縮標準以解決上述問題。2000年3月的東京會議,確定了彩色靜態影象的新一代編碼方式JPEG2000影象壓縮標準的編碼演算法。

    JPEG2000作為JPEG的升級版,其壓縮率比JPEG高約30%左右,同時支援有損和無失真壓縮。JPEG2000格式有一個極其重要的特徵在於它能實現漸進傳輸,即先傳輸影象的輪廓,然後逐步傳輸資料,不斷提高影象質量,讓影象由朦朧到清晰顯示。此外,JPEG2000還支援所謂的"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。在有些情況下,影象中只有一小塊區域對使用者是有用的,對這些區域,採用低壓縮比,而感興趣區 域之外採用高壓縮比,在保證不丟失重要資訊的同時,又能有效地壓縮資料量,這就是基於感興趣區域的編碼方案所採取的壓縮策略。其優點在於它結合了接收方對壓縮的主觀需求,實現了互動式壓縮。而接收方隨著觀察,常常會有新的要求,可能對新的區域感興趣,也可能希望某一區域更清晰些。

    JPEG2000和JPEG相比優勢明顯,從無失真壓縮到有失真壓縮可以相容,而JPEG不行,JPEG的有失真壓縮和無失真壓縮是完全不同的兩種方法。JPEG2000即可應用於傳統的JPEG市場,

    如掃描器、數碼相機等,又可應用於新興領域,如網路傳輸、無線通訊等等。

    注意:JPEG標準不指定任何固有的檔案格式。它只定義壓縮位元流的語法。這就產生了一定數量的檔案格式來儲存JPEG壓縮後的影象,例如JPEG檔案交換格式(JPEG File Interchange Format,JFIF),JPEG推廣到TIFF6.0、FlashPix等。但它們中的每一個都不能認為是由國際標準委員會支援的正式定義的國際標準。

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