JPEG

JPEG es un formato de archivos de imágenes desarrollado por el Joint Photographic Experts Group de ISO/CCITT, del que toma su nombre. En 1994 fue aprobado como estándar ISO 10918-1. Una segunda versión, conocida como JPEG 2 o JPEG 2000 fue publicado a partir del año 2000 como estándar ISO/IEC 15444. ISO/IEC 15444

Si bien esta diseñado solo para imágenes, en color con 24 bits de profundidad o en escala de grises, existe un estándar relacionado llamado MPEG para videos.

El estándar admite distintos tipos de compresión: dos variantes sin pérdida de información (Huffman y codificación aritmática) y una con pérdida, basada en la transformada discreta del coseno (DCT).

Una de las características que hacen muy flexible el JPEG es el poder ajustar el grado de compresión. Si especificamos una compresión muy alta se perderá una cantidad significativa de calidad, pero obtendremos ficheros muy pequeños. Con una cantidad de compresión baja obtenemos una calidad muy cercana a la original.

A continuación se describen los pasos de la compresión con pérdida para obtener un archivo JPEG:

Transformación del espacio de color

Comienza convirtiendo la imagen desde su modelo de color RGB a otro llamado YUV. Este espacio de color es similar al que usan los sistemas de color para televisión PAL y NTSC, pero, es mucho más parecido al sistema de televisión MAC.

Este espacio de color (YUV) tiene tres componentes:

• La componente Y representa el brillo de cada pixel, es decir blanco y negro.
• Las componentes U y V representan juntas el color (saturación y tono).

El resultado es una imagen en la que el brillo está separado de la crominancia ( es decir, el color).

Submuestreo

Una opción que se puede aplicar al guardar la imagen, es reducir la información del color respecto a la de brillo. Hay varios métodos: si este paso no se aplica, la imagen sigue en su espacio de color YUV, (este submuestreo se entiende como 4:4:4), con lo que la imagen no sufre pérdidas. Puede reducirse la información cromática a la mitad, 4:2:2 (reducir en un factor de 2 en dirección horizontal), con lo que el color tiene la mitad de resolución (en horizontal), y el brillo sigue intacto. Otro método, muy usado, es reducir el color a la cuarta parte, 4:2:0, en el que el color se reduce en un factor de 2 en ambas direcciones, horizontal y vertical. Si la imagen de partida estaba en escala de grises (blanco y negro), puede eliminarse por completo la información de color, quedando como 4:0:0.
Algunos programas que permiten el guardado de imágenes en JPEG (como el que usa GIMP) se refieren a estos métodos con 1×1,1×1,1×1 para YUV 4:4:4 (no perder color), 2×1,1×2,1×1 para YUV 4:2:2 y 2×2,1×1,1×1 para el último método, YUV 4:2:0.

Transformada discreta del coseno

Entonces, cada componente de la imagen se divide en pequeños bloques de 8×8 píxeles, que se procesan de forma casi independiente, de esto resulta la formación de los conocidos bloques, que se hace notable en imágenes guardadas con altas compresiones o diagramas comprimidos con JPEG. Si la imagen sufrió un submuestreo del color, los colores quedarían en la imagen final en bloques de 8×16 y 16×16 pixeles, según fuese 4:2:2 o 4:2:0.

Después cada pequeño bloque se convierte al dominio de la frecuencia a través de la transformada discreta del coseno bidimensional.

Cuantización

A continuación se aplica una tabla de cuantización para restringir los valores a un byte por pixel para cada banda de color La concatenación de los bytes de cada pixel para cada uno de los

Referencias

Notas