Jpeg je skratka pre “Joint Photographic Experts Group” (Združená skupina fotografických expertov”. Táto skupina vznikla v roku 1986 s cieľom vytvorenia prvého medzinárodného štandardu pre kompresiu a dekompresiu spojito tónovaného (viacúrovňového) statického obrazu. Združenie predstavuje komisiu, ktorá pracuje na oboch ISO aj ITU-T štandardoch. Oficiálny názov komisie je ISO/IEC JTC1 SC29 Working Group 1.
JPEG
JPEG môžme stručne charakterizovať ako moderný obrázový formát, ktorý obsahuje rekordné úrovne kompresie, i o niekoľko radov väčšiu než kompresia u formátov TIFF, BMP alebo GIF. Dosahuje toho však tým, že obrázok mierne pozmení (algoritmizuje si ju pre účinnejšiu kompresiu).
KOMPRESIA
Pod pojmom kompresia si predstavujeme algoritmus, alebo tiež postup, ako niečo zmenšiť. V našom prípade objem dát, ktoré popisuju náš bitmap.
Obrazové kompresie si môžme ešte rozdeliť na stratové a nestratové. Medzi nestratové zasa LZW (formát Gif), RLE (formát PCX, BMP).). Sú to kompresie, pri ktorých sa nesmú stratiť dáta. Ak by sa totiž pri kompresii trochu dát stratilo, program, ktorý sme skomprimovali a potom opäť rozbalili, by nefungoval.
Štandard JPEG predstavuje stratovú metódu kompresie dát. Podstata kompresného algoritmu použítého v štandarde JPEG, spočíva vo využití transformačných vlastností DCT (diskrétnej kosínusovej transformácie) a kvantizácii získaných koeficientov.
Prečo a k čomu môžme použiť formát pre ukladanie bitmap JPEG. Je
to spôsob ako si zachovať bitmapový obrázok tak, aby nezaberal zbytočne veľa miesta a dal sa opäť v budúcnosti prehliadnuť. Samozréjme, nemusí to byť len ikonka na obrazovke, ale taktiež aj snímka digitálneho fotoaparátu, výstup scanneru a pod.
Pri stratových kompresných algoritmoch sa určité, relatívne nepodstatné detaily strácajú preč. To je aj dôvodom prečo dosahujú lepšie kompresné výsledky ako nestratové algoritmy. JPEG bol vytvorený tak, aby sa strácali iba informácie, ktoré môže ľudské oko len veľmi tažko rozlíšiť. Ak ma obrázok málo farieb, nedokážeme využiť schopnosti JPEG. Ten za všetkých okolností rozlišuje aspoň 16 miliónov farieb, alebo niekoľko sto, či tisíc stupňov šedi.
Malé zmeny farieb nieje ľahké ľudským okom rozoznať tak, ako zmeny v intenzite (svetlá, tmavá). Teda ľudské oko je viac citlivé na zmeny v intenzite ako na zmeny farieb. Musíme si uvedomiť, že JPEG bol vytvorený hlavne kôli komprimácii farebných, šedo tieňovaných, fotografií reálneho sveta. Na nich je vždy široká škála farieb nech sú to obrázky čiernobiele či farebné.
Ďalej treba spomenúť, že zadávaním istého parametru, môžme ovplyvniť výsledok kompresie. Je to jedinečná vlastnosť, ktorú nemajú žiadné nestratové komprimačné algoritmy. Tým parametrom je požadovaný kompresný pomer. Presnejšie povedané, akási hodnota, určujúca aké množstvo informácií budeme považovať za dôležité a aké za nepodstatné. Pri kompresnom pomere 15:1 až 25:1 nedochádza k výraznej ujme na kvalite predlohy. V praxi však môžeme ísť s kompresiou vyššie, až pokiaľ nám vyhovuje výsledná kvalita komprimovaného obrazu, ktorý po kompresii vizuálne kontrolujeme.
Ďalší poznatok je, že formát JPEG je i pri najnižšom stupni stratovosti niekoľkonásobne lepší, než nestratové formáty, čo sa týka stupňa kompresie.
Existuje aj tzv. progresívny JPEG formát, ktorý umožní už po prenose pomerne malej časti dát získať hrubý obrázok, ktorý sa postupne vďaka prichádzajúcim údajom zjemňuje. Tento efekt môžeme pozorovať iba v prípade, že prenos je pomalší, než dekomprimácia a zobrazovanie prehliadačom.
VÝHODY A NEVÝHODY FORMÁTU JPEG:
+ ukladá plnú farebnú informáciu (24 bit na pixel)
+ je vhodný na ukladanie fotografií so spojitým prechodom farieb
+ veľký kompresný pomer (väčší ako pri GIF,PNG)
+ nastaviteľná kvalita a teda aj kompresný pomer
+ JPEG predstavuje medzinárodne uznávaný štandard
- nieje vhodným pracovným formátom pretože k strate grafickej informácie (resp. zmene) dochádza pri každom uložení obrázka
- nevhodný pre kompresiu grafiky ktorá obsahuje ostré hrany
- na rozdiel od GIF neumožňuje používanie priehľadností
VÝVOJOVÉ TRENDY
V oblasti kompresie obrazu sa stále viac do popredia predierajú algoritmy založené na tzv. vlnkovej transformácii (Wavelet Transformation). Disktrétna vlnková transformácia DWT dokáže reprezentovať obraz efektívnejšie než napríklad diskrétna kosínusová transformácia. DWT rozkladá obraz do tzv. bázových funkcií, ktoré sú obecne výhodnejšie pre reprezentáciu digitálnych signálov než sínusové alebo kosínusové funkcie. V tomto smere sa koncom roku 2000 pripravuje zverejnenie štandardu JPEG 2000. Diskrétnu kosínusovú transformáciu nahradí vlnková transformácia, ktorá umožňuje dosiahnuť vyšieho stupňa kompresie. Pribudnú aj ďalšie vylepšenia ako vodoznak, autorizácia, rôzne úrovne rozlíšenia, odolnosť proti poruchám pri prenose a iné.