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10.3 JPEG

Die Joint Photographic Experts Group bildete sich aus Mitgliedern der Standardisierungsgremien CCITT (Consultative Committee for International Telephone and Telegraph) und ISO (International Standardization Organization). JPEG wurde schließlich zum Namen für den Standard selbst.

Zunächst wird das RGB-Bild in den YUV-Raum transformiert. Da das Auge für Helligkeitssprünge sensitiver ist als für Farbdifferenzen, kann man nun die Y -Pixel-Matrix in der vollen Auflösung belassen und in den U - und V -Matrizen jeweils 4 Pixel mitteln (4:1:1 Subsampling).

Für je 4 Originalpixel mit insgesamt 12 Bytes werden nun 4 + 1 + 1 = 6 Bytes benötigt (pro Bildpunkt also 6 · 8/4 = 12 Bit). Die Reduktion beträgt 50 %.

Werden je 16 Originalpixel bzgl. der Farbwerte gemittelt, so werden für 16 Originalpixel statt 48 Bytes nur noch 16 + 1 + 1 = 18 Bytes benötigt (pro Bildpunkt also 18 · 8/16 = 9 Bit). Die Bilddatei schrumpft auf 37.5 %.

Beim JPEG-Verfahren werden die drei Matrizen in Blöcke mit 8 × 8 Abtastwerten aufgeteilt. Anschließend durchlaufen die Blöcke folgende Schritte:

1.
Diskrete Cosinus Transformation,
2.
Rundung der Frequenzkoeffizienten,
3.
Lauflängencodierung der quantisierten Werte,
4.
Huffmancodierung der Lauflängenbeschreibung.
Um aus dem komprimierten Bild das Original zu rekonstruieren, werden die Schritte in umgekehrter Reihenfolge und inverser Funktionalität durchlaufen.

Durch die Wahl der Rundungstabelle läßt sich der Tradeoff zwischen Qualität und Kompression beliebig steuern. Ein typisches Farbbild läßt sich ohne für das Auge sichtbare Artefakte auf 10 % seiner Originalgröße reduzieren. Eine Reduktion auf 5 % verursacht oft nur leichte, kaum wahrnehmbare Verzerrungen.


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