уватися і в тих випадках, коли неприпустимі навіть мінімальні втрати, наприклад, при стисненні астрономічних або медичних зображень. У таких випадках може бути рекомендований передбачений стандартом JPEG режим стиснення Lossless JPEG (який, на жаль, не підтримується більшістю популярних кодеків) або стандарт стиснення JPEG-LS.
Стиснення
При стисненні зображення перетворюється з колірного простору RGB в YCbCr (YUV). Слід зазначити, що стандарт JPEG (ISO/IEC 10918-1) ніяк не регламентує вибір саме YCbCr, допускаючи та інші види перетворення (наприклад, з числом компонентів [2], відмінним від трьох), і стиснення без перетворення (безпосередньо в RGB) , проте специфікація JFIF (JPEG File Interchange Format, запропонована в 1991 році фахівцями компанії C-Cube Microsystems, і стала в даний час стандартом де-факто) припускає використання перетворення RGB- gt; YCbCr.
Після перетворення RGB- gt; YCbCr для каналів зображення Cb і Cr, що відповідають за колір, може виконуватися проріджування (subsampling), яке полягає в тому, що кожному блоку з 4 пікселів (2х2) яскравості каналу Y ставляться у відповідність усереднені значення Cb і Cr (схема проріджування 4: 2: 0 ). При цьому для кожного блоку 2х2 замість 12 значень (4 Y, 4 Cb і 4 Cr) використовується всього 6 (4 Y і по одному усередненому Cb і Cr). Якщо до якості відновленого після стиснення зображення пред'являються підвищені вимоги, проріджування може виконуватися лише в якомусь одному напрямку - по вертикалі (схема 4: 4: 0 ) або по горизонталі ( 4: 2: 2 ), або не працювати, зовсім ( 4: 4: 4 ).
Стандарт допускає також проріджування з усередненням Cb і Cr не для блоку 2х2, а для чотирьох розташованих послідовно (по вертикалі або по горизонталі) пікселів, тобто для блоків 1х4, 4х1 (схема 4: 1:1 ), а також 2х4 і 4х2 (схема 4: 1: 0 ). Допускається також використання різних типів проріджування для Cb і Cr, але на практиці такі схеми застосовуються виключно рідко.
Далі яркостной компонентів Y та відповідають за колір компоненти Cb і Cr розбиваються на блоки 8х8 пікселів. Кожен такий блок піддається дискретного косинусного перетворення (ДКП). Отримані коефіцієнти ДКП квантуються (для Y, Cb і Cr в загальному випадку використовуються різні матриці квантування) і пакуються з використанням кодів Хаффмана. Стандарт JPEG допускає також використання значно більш ефективного арифметичного кодування, однак через патентні обмежень (патент на описаний в стандарті JPEG арифметичний QM-кодер належить IBM) на практиці воно використовується рідко. У популярну бібліотеку libjpeg останніх версій включена підтримка арифметичного кодування, але з переглядом стислих з використанням цього методу зображень можуть виникнути проблеми.
Матриці, використовувані для квантування коефіцієнтів ДКП, зберігаються в заголовній частині JPEG-файлу. Зазвичай вони будуються так, що високочастотні коефіцієнти піддаються більш сильному квантованию, ніж низькочастотні. Це призводить до огрубіння дрібних деталей на зображенні. Чим вище ступінь стиснення, тим більш сильному квантованию піддаються всі коефіцієнти.
До недоліків стиснення за стандартом JPEG слід віднести появу на відновлених зображеннях при високих ступенях стиснення характерних артефактів: зображення розсипається на блоки розміром 8x8 пікселів (цей ефект особливо помітний на областях зображення з плавними змінами яскравості), в областях з високою просторовою частотою (наприклад, на контрастних контурах і кордони зображення) виникають артефакти у вигляді шумових ореолів. Слід зазначити, що стандарт JPEG (ISO/IEC 10918-1, Annex K, п. K.8) передбачає використання спеціальних фільтрів для придушення блокових артефактів, але на практиці подібні фільтри, незважаючи на їх високу ефективність, практично не використовуються. Однак, незважаючи на недоліки, JPEG отримав дуже широке поширення через досить високою (щодо існували під час його появи альтернатив) ступеня стиснення, підтримці стиснення повнокольорових зображень і відносно невисокою обчислювальної складності.
2.2 Обробка графічних зображень
Існує безліч способів зміни і редагування зображень, за допомогою цифрових методів. Результат обробки зображень при цьому залежить від того, які операції ви можете провести з зображенням, після того, як воно потрапило на ваш комп'ютер: ви можете редагувати RGB компоненти квітів, з метою отримання найкращого колірного балансу. Ви можете збільшити або зменшити яскравість зображення, редагувати його різкість або розмивати окремі елементи за допомогою різних графічних фільтрів. Ми розглянемо повсюдно використовувані в комп'ютерній графіці методи зміни положення зображення:
Масштабування
Дзеркальне відображення
