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从像素到压缩,JPEG 如何革命化图像世界

JPEG,一个我们每天都会接触到的图像格式,它以其出色的压缩能力和广泛的兼容性,成为当今数字图像世界的标准之一。从像素到压缩,JPEG 是如何改变我们的图像世界的?接下来,我们将一起探索 JPEG 的前世今生。
从像素到压缩,JPEG 如何革命化图像世界

在 JPEG 出现之前,图像文件的存储和传输是一个巨大挑战,由于图像文件往往体积庞大,导致存储容量不足和传输效率低下。1986 年,JPEG 标准的制定者之一,大名鼎鼎的 ISO 组织,为了解决图像文件过大的问题,组织了一个专家组,试图制定一个图像压缩标准,以便在保持图像质量的同时,大幅减少图像文件的大小。

JPEG 标准采用了有损压缩算法,即将图像中不重要的信息丢弃,从而达到压缩的目的。有损压缩算法虽然会损失一部分图像质量,但 JPEG 标准通过巧妙的算法设计,使这种损失几乎察觉不到。

JPEG 压缩算法的主要思想是将图像划分为多个小的块,然后对每个块进行压缩。在压缩过程中,JPEG 算法会将块中的像素值进行离散余弦变换,将图像信息从空间域转换到频率域,从而使图像中的高频成分被集中到一起,而后可以通过量化和编码将高频成分丢弃,从而达到压缩的目的。

JPEG 的压缩能力非常强大,一张未压缩的图像通常可以被 JPEG 压缩到原来大小的十分之一左右,而压缩后的图像质量依然可以接受。JPEG 标准的制定和发布,对数字图像的发展具有里程碑式的意义,它使数字图像的存储和传输成为可能,极大地促进了数字图像的普及和应用。

JPEG 不仅仅是一种压缩格式,它还是一种文件格式。JPEG 文件以 .jpg 或 .jpeg 为扩展名,其中存储了图像数据和一些关于图像的信息,例如图像的分辨率、色彩深度和压缩质量等。JPEG 文件是目前使用最为广泛的图像文件格式之一,它得到几乎所有图像处理软件和操作系统的支持。

JPEG 的压缩算法虽然已经非常成熟,但它也不是完美的。JPEG 有损压缩算法会带来一定的图像质量损失,尤其是对于一些高频细节丰富的图像,JPEG 压缩可能会导致明显的伪影和失真。因此,在一些需要高画质的应用场景中,常常会使用其他无损压缩格式,例如 PNG 和 TIFF。

标签:JPEG,图像压缩,有损压缩,离散余弦变换,量化,编码,像素,文件格式

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