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计算机领域JPEG文件格式是一种用于压缩数字图像的文件格式。压缩的数量可以改变。如果一个图像是高质量的,它将占用大量的存储空间。如果它是低质量的,它将占用少量的存储空间。JPEG文件格式在万维网上很常见。JPEG这个词是联合摄影专家组的简称,它创造了这种格式。JPEG文件的扩展名包括.jpg.jpeg.jpe和其他。

一张野猫的照片,压缩量从左到右递减Zoom
一张野猫的照片,压缩量从左到右递减

它是如何工作的

YPb Pr

关于JPEG压缩的第一个值得注意的事情是每个像素的颜色的存储方式。图像的每个像素都被分配了3个字节来定义其颜色。所有这三个字节都可以有0到255的任何数值,而且这三个字节的每一个可能的组合都代表另一种颜色。在大多数文件格式中,使用RGB格式来定义颜色。RGB是红绿蓝的意思。它之所以这样命名,是因为三个字节中的第一个字节告诉你像素的颜色中有多少红色。第二个字节告诉你颜色里有多少绿色,第三个字节告诉你有多少蓝色。第一个字节的值越高,像素看起来就越红。

JPEG也为每个像素使用三个字节,但它使用的是YPb Pr (也被称为YCb Cr )格式。在这里,第一个字节告诉我们这个像素有多亮。第二个字节告诉我们这个像素有多蓝。第三个字节告诉我们这个像素有多红。使用这种颜色格式,亮度是和颜色分开存储的。这很有用,因为我们要压缩一个图像。因为人眼看亮度比看颜色好,我们可以对颜色字节(Pb -字节和Pr -字节)进行更大的压缩。由于我们能更好地看到亮度,我们在Y字节上使用较少的压缩,以使图像在压缩后看起来更好。

因为图像最常以RGB格式存储,JPEG压缩的第一步通常是正确地将RGB格式变为YPb Pr 格式。

离散余弦变换

JPEG使用余弦函数来表示一个图像。因此,我们要谈一谈余弦函数。这就是一个余弦函数的样子。

为了让余弦函数代表一个像素的颜色,我们说余弦函数的值越高,这个像素就越亮。如果我们有一组亮-暗-亮的像素,我们可以用上面的函数来定义它们。

该功能也可以有更高的频率。像这样。

但这里是有趣的地方。我们还可以通过取不同余弦函数的平均值来创建不同的函数。下面是如果我们取上述两个函数的平均值会是什么样子。

在JPEG中,DCT被应用于8×8像素的块。

量化

到目前为止,在压缩图像的过程中没有任何信息被丢失。在这一步,我们要过滤掉信息。由于这个原因,这是降低图像质量的步骤。对于每个8×8像素的块,具有高频率的余弦函数被设置为0。这意味着当你解压时,这些不能再对图像的外观产生任何影响。

现在很多值将是0,这意味着这可以非常容易地被压缩。这是用Huffman编码完成的。哈夫曼编码是JPEG压缩的最后一步。它也是数据被实际压缩的唯一步骤。

cos(x)Zoom
cos(x)

cos(2x)Zoom
cos(2x)

(cos(x)+cos(2x))/ 2Zoom
(cos(x)+cos(2x))/ 2

问题和答案

问:什么是JPEG文件格式?
答:JPEG文件格式是一种用于压缩数字图像的文件格式。

问:如何改变压缩量?
答:可以根据想要的质量来改变压缩量。

问:如果一个图像的质量很高会怎样?
答:如果一个图像有很高的质量,它将占用大量的存储空间。

问:JPEG文件格式通常出现在哪里?
答:JPEG文件格式通常出现在万维网上。

问:"JPEG "这个词代表着什么?
答:"JPEG "这个词代表联合摄影专家组,它创造了这种格式。

问:JPEG文件的一些常见扩展名是什么?
答:JPEG文件的常见扩展名包括.jpg、.jpeg和.jpe,等等。

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