JPEG

V zadnjem času se pogosto omenja kako veliko informacij ima trenutna generacija na dosegu svojih rok. Velik del tega predstavljajo slike, ki naredijo vsako vsebino mnogo bolj zanimivo in privlačno za uporabnike. A slike same po sebi zasedejo ogromno prostora, saj morajo shranjevati veliko količino podatkov. Zato se je zelo hitro pojavila potreba po neki tehnologiji, ki bi omogočila manjšo velikost datoteke a bi pri tem še vedno ohranila dobro kvaliteto slike. In to je privedlo do nastanka formata JPEG.

Sliko si lahko predstavljamo kot neko tabelo pikslov na našem ekranu, kjer je vsak piksel predstavljen z neko vrednostjo, ki pove, kakšno barvo naj ta piksel sveti. Najpogosteje se uporablja tako imenovan RGB (angl. red, green, blue) model, ki ga sestavlja trojica števil med 0 in 255. Vsaka barva se lahko pojavi v enem od 256-ih odtenkov, kar pomeni, da lahko z RGB modelom predstavljamo nekaj čez 16 milijonov (256^3) različnih barv. A če malo bolje razmislimo, lahko hitro ugotovimo, da to zna prinesti težave. Če imamo sliko, ki je velika 1000×1000, in vsak piksel predstavimo s 3×1 bajtov (1 B = 8 bitov), vidimo, da kaj kmalu pridemo na ogromne datoteke, saj bi za eno našo sliko teoretično porabili kar 3 MB prostora. Težava postane še bolj očitna, če uporabimo drugačne zapise (npr. deep colour – 30-48 bit), ki za kodiranje barv porabijo še več prostora.

RGB barvni model – Vir slike

Ali znamo bolje?

Na srečo ja in za to izkoristimo človekovo omejenost čutov. Mi namreč vseh barv in podrobnosti ne vidimo tako dobro in bi tako lahko določene stvari popolnoma izpustili in tako rekoč ne bi opazili razlike. Na to dejstvo se opirajo tako imenovane tehnike stiskanja z izgubami in so prisotne tudi v audio (MP3) in video (MPEG) svetu. V svetu slik je najbolj razširjen JPEG format, ki je prisoten tako rekoč povsod. JPEG najbolje operira nad realističnimi slikami z ne prevelikimi prehodi, saj izkorišča podobnosti sosednjih pikslov. Manj prostora namreč porabimo za kodiranje razlik kot za kodiranje absolutnih vrednosti. Posledično se najslabše JPEG odreže pri slikah, ki vsebujejo veliko črt in teksta. Take slike pogosto postanejo zrnaste.

Razlike med RAW in JPEG – Vir slike

Postopek kompresije slik JPEG:

  1. Pogosto (a ne vedno) se slika iz RGB modela pretvori v YCrCb model. Izkaže se namreč, da ljudje nismo toliko občutljivi na barve kot na intenziteto in svetlost, kar zna bolje izkoristiti YCrCb model. Zato se takoj po pretvorbi naknadno ponavadi še za 2x – 3x dodatno zmanjša količina podatkov o barvi (torej Cr in Cb).
  2. Sliko se nato razdeli na bloke 8×8 pikslov in vsak blok se nato obdela z diskretno kosinusno transformacijo (DCT), ki podobno kot Fourirjeva transformacija proizvede frekvenčni spekter
  3. Algoritem nato dele spektra, do katerih so naše oči manj dovzetne, shrani z manjšo natančnostjo in tako prihrani veliko prostora.
  4. Obdelani 8×8 bloki se nato obdelajo z verižnim kodiranjem na koncu pa še s Huffmanovim kodiranjem, ki je zaradi svoje optimalnosti zelo razširjen v svetu kodiranja informacij.

Rezultat tega algoritma je slika, ki je lahko tudi 10x manjše velikosti kot predhodni original, pri čemer skoraj nič ne izgubimo na praktični kvaliteti. JPEG je zaradi tega postal splošno razširjen format, saj ga za shranjevanje slik uporabljajo skoraj vsi razen res velikih ljubiteljev fotografije. Včasih se torej izkaže, da so človeške pomanjkljivosti lahko tudi prednosti in prav to je tisto, kar izkorišča JPEG.

Viri:

Komentarji

Žan Magerl

Poleg tega, da je splošno izjemno razgledan, je tudi človek, ki vsaki stvari želi priti do dna, ugotoviti kako kaj deluje, zakaj je takšno kot je in ali bi to lahko izboljšali. To pomeni, da se bo čisto spustil v stvar, ki mu je trenutno padla v oči, in ne bo nehal, dokler ne ugotovi vsega, kar je za ugotoviti o določeni temi.
Verjetno bi ga lahko z eno besedo povzeli kot radovednega.
Žan Magerl

Latest posts by Žan Magerl (see all)

Žan Magerl

Poleg tega, da je splošno izjemno razgledan, je tudi človek, ki vsaki stvari želi priti do dna, ugotoviti kako kaj deluje, zakaj je takšno kot je in ali bi to lahko izboljšali. To pomeni, da se bo čisto spustil v stvar, ki mu je trenutno padla v oči, in ne bo nehal, dokler ne ugotovi vsega, kar je za ugotoviti o določeni temi. Verjetno bi ga lahko z eno besedo povzeli kot radovednega.