JPEG 完整格式

JPEG代表联合图像专家组。
JPEG 主要是一种数字图像压缩。此外，它被称为图像格式，但这是完全错误的，因为 JPEG 是一种图像压缩技术，它用于许多文件格式，例如EPS、PDF，甚至 TIFF文件。而与JPEG类似的格式是JPG，我们很多人都认为这2个是一样的。

这种图像压缩技术由联合摄影专家组开发，因此其名称为 JPEG。这种压缩使用有损压缩算法，以便在压缩时从图像中删除一些信息。 JPEG 标准的工作原理是平均颜色变化并丢弃人眼无法看到的信息。

JPEG 压缩的工作原理

JPEG 被压缩成全彩色或灰度图像。在彩色图像的情况下，RGB 被转换为亮度或色度颜色空间。 JPEG 压缩主要通过识别图像内相似的颜色区域并将它们转换为实际相同的颜色代码来工作。 JPEG 使用DCT(离散余弦变换)方法进行压缩以进行编码变换。

压缩步骤：

1. 原始图像首先转换为不同的颜色模型，该模型将像素的颜色与其亮度分开。
2. 图像被分成一个8×8的小块，每个块称为像素。
3. 然后RGB转换成Y-Cb-Cr，JPEG使用Y-Cb-Cr模型代替RGB。
4. 之后，对每个像素块应用 DCT，并将图像从空间域转换为频域。
   DCT方法遵循的公式：
   $F(W)={\frac{a(u)}{2}}\displaystyle\sum_{n=0}^{N-1}f(n) \cos(\frac{wr}{8}(n+{\frac{1}{2}}))$米/格>
5. 然后对生成的图像进行量化，因为人眼看不到高频，因此应用了低量化。
6. 量化后，对这些量化后的8×8块进行Z字形扫描，对低频系数进行分组。
7. 然后通过运行长度和霍夫曼编码算法对系数进行编码以获得最终图像。

   

   JPEG 的历史

   1982 年ISO(国际标准化组织)成立了一个摄影专家组，研究如何通过数据链路传输视频和静止图像。三年后， CCITT成立了一个小组，致力于图像压缩技术的研究。然后在 1987 年，这两个小组合并在一起，组成了另一个小组，称为联合图像专家组 (JPEG) ，然后都在制定新的标准，该标准使用数据压缩使图形文件变小。然后 JPEG 于 1992 年创建，最新版本于 1994 年发布。

   JPEG 的特点

   • JPEG 的主要特点是，它采用有损压缩技术，使图像尺寸更小。
   • JPEG 标准的工作原理是平均颜色变化并丢弃人眼无法看到的信息以减小图像尺寸。为此，它是有损压缩。
   • JPEG 有一种改进的文件压缩方式，它会自动查看文件并选择最佳压缩方式。
   • JPEG 由一些独立的部分组成，
     即，
     • JPEG-ISO/IEC 10918-1 :它定义了 JPEG 的核心编码技术，它涉及对照片图像进行编码的选项
     • JPEG-ISO/IEC 10918-2：这部分有几个测试软件的规则。(
     • JPEG-ISO/IEC 10918-3：本部分定义了对第 1 部分编码技术的扩展集，包括静态图片交换文件格式 (SPIFF)
     • JPEG-ISO/IEC 10918-4 ：这部分重点关注具有 JPEG 扩展名的文件的注册。
     • JPEG-ISO/IEC 10918-5：这是被称为JPEG 文件交换格式 (JFIF) 的文件格式。
   • JPEG 可以处理多个文件，即它可以同时处理多个图像。

   JPEG 的优点

   • 它具有很好的压缩率、图像质量，还具有很好的传输速率。
   • JPEG 标准支持 24 位色，最高可达 1600 万色，因此分辨率最高。
   • JPEG 文件的大小非常小，但根据大小，质量并不低。因此，我们可以在存储 JPEG 文件的同时节省磁盘空间，而不会影响图像质量。
   • 图像处理时间比其他图像标准快得多。
   • 它适用于具有大量颜色和对比度过渡的全彩色逼真图像。
   • JPEG 与每台计算机、移动设备、相机设备以及照片编辑器兼容。
   • 用户可以自主选择JPEG图片的比例质量
   • 无需编辑即可打印任何图像，JPEG 文件可直接从相机设备打印，无需编辑。

   JPEG 的缺点

   • 图像可能会因为有损压缩而丢失图像中的重要细节，即图像被分成 8×8 块，从而丢弃了大量信息。
   • JPEG 不是一个灵活的应用程序，因为 JPEG 对包含文本、尖锐线条或边缘的图像效率不高。 JPEG 主要适用于肖像和自然照片。
   • JPEG 压缩后图像质量下降，主要是基于文本的图像。对于其他图像，如果我们不详细查看图像，则不会产生太大影响。
   • JPEG 标准不支持不透明度或透明度，大多数情况下，任何图像的透明部分都被视为 JPEG 中的白色区域。
   • JPEG 不处理黑白和电影。
   • JPEG 图像的颜色深度低于其他图像格式。
   • 不支持 JPEG 分层图像。