JPEG格式 :常用的图像文件格式

更新时间:2024-09-21 08:51

JPEG的全称是Joint Photographic ExpertsGroup(联合图像专家小组),它是一种常用的图像存储格式, jpg/jpeg是24位的图像文件格式,也是一种高效率的压缩格式,文件格式是JPEG(联合图像专家组)标准的产物,该图像压缩标准是国际电信联盟(International Telecommunication Union,ITU)、国际标准化组织(International Organization for Standardization,ISO)和国际电工委员会(International Electrotechnical Commission,IEC)共同制定。

JPEG是第一个国际图像压缩标准,用于连续色调静态图像(即包括灰度图像和彩色图像),其最初目的是使用64Kbps的通信线路传输720×576 分辨率压缩后的图像。通过损失极少的分辨率,可以将图像所需存储量减少至原大小的10%。由于其高效的压缩效率和标准化要求,目前已广泛用于彩色FAX、静止图像、电话会议、印刷及新闻图片的传送上。

JPEG的文件格式一般有两种文件扩展名:.jpg和.jpeg,这两种扩展名的实质是相同的,我们可以把.jpg的文件改名为.jpeg,而对文件本身不会有任何影响。严格来讲,JPEG的文件扩展名应该为.jpeg,由于DOS时代的8.3文件名命名原则,就使用了.jpg的扩展名。

格式介绍

JPEG文件的扩展名为其压缩技术十分先进,它用去除冗余的图像和彩色数据,获取得极高的压缩率的同时能展现十分丰富生动的图像,换句话说,就是可以用最少的磁盘空间得到较好的图像质量。

同时JPEG还是一种很灵活的格式,具有调节图像质量的功能,允许你用不同的压缩比例对这种文件压缩,比如我们最高可以把1.37MB的BMP位图文件压缩至20.3KB。当然我们完全可以在图像质量和文件尺寸之间找到平衡点。

JPEG是Joint Photographic Experts Group(联合图像专家组)的缩写,文件后辍名为".jpg"或".jpeg",是最常用的图像文件格式,由一个软件开发联合会组织制定,是一种有损压缩格式,能够将图像压缩在很小的储存空间,图像中重复或不重要的资料会被丢失,因此容易造成图像数据的损伤。尤其是使用过高的压缩比例,将使最终解压缩后恢复的图像质量明显降低,如果追求高品质图像,不宜采用过高压缩比例。

但是JPEG压缩技术十分先进,它用有损压缩方式去除冗余的图像数据,在获得极高的压缩率的同时能展现十分丰富生动的图像,换句话说,就是可以用最少的磁盘空间得到较好的图像品质。而且 JPEG是一种很灵活的格式,具有调节图像质量的功能,允许用不同的压缩比例对文件进行压缩,支持多种压缩级别,压缩比率通常在10:1到40:1之间,压缩比越大,品质就越低;相反地,压缩比越小,品质就越好。

比如可以把1.37Mb的BMP位图文件压缩至20.3KB。当然也可以在图像质量和文件尺寸之间找到平衡点。JPEG格式压缩的主要是高频信息,对色彩的信息保留较好,适合应用于互联网,可减少图像的传输时间,可以支持24bit真彩色,也普遍应用于需要连续色调的图像。

JPEG格式是目前网络上最流行的图像格式,是可以把文件压缩到最小的格式,在 P图软件中以JPEG格式储存时,提供11级压缩级别,以0—10级表示。其中0级压缩比最高,图像品质最差。即使采用细节几乎无损的10 级质量保存时,压缩比也可达 5:1。以BMP格式保存时得到4.28MB图像文件,在采用JPG格式保存时,其文件仅为178KB,压缩比达到24:1。经过多次比较,采用第8级压缩为存储空间与图像质量兼得的最佳比例。PG文件的优点是体积小巧,并且兼容性好。

格式应用

由于JPEG优异的品质和杰出的表现,它的应用也非常广泛,特别是在网络和光盘读物上,肯定都能找到它的影子。

目前各类浏览器均支持JPEG这种图像格式,因为JPEG格式的文件尺寸较小,下载速度快,使得Web页有可能以较短的下载时间提供大量美观的图像,JPEG同时也就顺理成章地成为网络上最受欢迎的图像格式。

格式类型

JPEG2000作为JPEG的升级版,其压缩率比JPEG高约30%左右,同时支持有损和无损压缩。JPEG2000格式有一个极其重要的特征在于它能实现渐进传输,即先传输图像的轮廓,然后逐步传输数据,不断提高图像质量,让图像由朦胧到清晰显示。此外,JPEG2000还支持所谓的"感兴趣区域" 特性,可以任意指定影像上感兴趣区域的压缩质量,还可以选择指定的部分先解压缩。

JPEG2000和JPEG相比优势明显,且向下兼容,因此可取代传统的JPEG格式。JPEG2000即可应用于传统的JPEG市场,如扫描仪、数码相机等,又可应用于新兴领域,如网路传输、无线通讯等等。

压缩标准

JPEG是由国际标准组织(ISO)和国际电话电报咨询委员会(ccitt)为静态图像所创建的第一个国际数字图像压缩标准,也是至今一直在使用的、应用最广的图像压缩标准。JPEG由于可以提供有损压缩,因此压缩比可以达到其他传统压缩算法无法比拟的程度。

JPEG的压缩模式有以下几种:

1.顺序式编码(Sequential Encoding)

一次将图像由左到右、由上到下顺序处理。

2.递增式编码(Progressive Encoding)

当图像传输的时间较长时,可将图像分数次处理,以从模糊到清晰的方式来传送图像(效果类似GIF在网络上的传 输)。

3.无有损编码(Lossless Encoding)

4.阶梯式编码(Hierarchical Encoding)

图像以数种分辨率来压缩,其目的是为了让具有高分辨率的图像也可以在较低分辨率的设备上显示。

在Independent JPEG Group所提供的源码上,有jpegtran程序,就提供了优化Huffman,转成渐进式,镜射,旋转这些无损耗转换。

性能

JPEG的性能,用质量与比特率之比来衡量,是相当优越的。它的优点是:

JPEG的缺点是:

JPEG的复杂度之低和使用时间之长,给人以深刻的印象。以下是对于8位/像素的中等复杂画面的图像,JPEG所给出的几个等级作为衡量压缩编码效果的准则:

其中位/像素( bit/pixel)定义为压缩图像(包括色度分量)的总位数除以亮度分量的样本数。

参考资料

JPEG/Exif/TIFF格式解读(1):JEPG图片压缩与存储原理分析.腾讯云.2024-03-13

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