christiane, steffen und stephan JPEG-Kompression ein referat von christiane, steffen und stephan

INHALT Entwicklung Funktionsweise Anwendung Weiterentwicklung

Was ist JPEG? Bildstandard Komprimierungsalgorithmus verlustbehaftet plattformunabhängig

Geschichte 70er Jahre: Suche nach Joint Photographic Experts Group neuem portablem Bildformat möglichst vielen Farben Joint Photographic Experts Group seit 1992 Standard Entwicklung basierte auf folgenden Anforderungen:

Anforderungen möglichst viele unterschiedliche Einsatzbereiche hohe Bildqualität und Kompressionsfaktor Kompression unabhängig von Lage, Größe oder Farbanzahl geringe mathematische Komplexität Algorithmus auch in Hardware einfach zu realisieren Bildqualität durch Kompressionsfaktors einstellbar

GIF vs. JPEG GIF gute Kontraste klare Konturen geeignet für kleinere Bilder Transparenz verlustfrei JPEG geeignet für Photos und komplexe Bilder höhere Farbtiefe bessere Kompression Kompressionsfaktor wählbar

Vorteile 16,7 Mio. Farben Kompressionsraten von 1/10 bis 1/50 ohne sichtbare Qualitätseinbussen keine Copyright Merkmale anerkannter Standard kurze Kodier- und Dekodierzeit niedriger Speicherbedarf bei Kompression und Dekompression

Nachteile Fehler bei hohen Kontrasten oder bei Details Bilder mit grossen Kompressionsraten können unbrauchbar sein

Funktionsweise Der vollständige Vorgang beim speichern im JPEG Format, lässt sich im folgenden Bild darstellen:

Funktionsweise RGB zu YUV Datenreduktion 8x8 Aufteilung Diskrete Cosinustransformation: Betrachtung der Pixelwerte als Welle

Funktionsweise Quantisierung Teilung der Werte durch Qualitätsmatrix bestimmt Grösse des JPEG-Files

Funktionsweise

Funktionsweise ZickZack Speicherung der Werte in ZickZack-Reihenfolge spart Speicherplatz

Funktionsweise Differential Impulse Code Modulation

Funktionsweise Runlength Encoding: angrenzende Felder mit gleichem Inhalt werden ersetzt durch: Anzahl der sich wiederholenden Zeichen, und deren Länge Das sich wiederholende Zeichen

Funktionsweise Huffmann Encoding: die entstandene Folge von Symbolen wird weiter komprimiert häufig benutzte Zeichen werden durch kürzere Symbole ersetzt

Funktionsweise

Anwendung Grafiken und Fotos im Internet Speicherung der Bilder in Digitalkameras

Weiterentwicklung JPEG2000 wird in vier Formaten eingeführt: Part 1: JP2 - der Standard JPEG2000 Part 2: JPX - JPEG2000 Extended Part 3: MJ2 - Motion JPEG2000 Part 6: JPM - JPEG2000 for mixed raster content, die Kompression für Dokumente. Bezüglich Part 4 und 5 besteht noch keine Einigkeit. (Stand Anfang 2001)

JPEG 2000 nutzt anstelle von DCT die Wavelet-Kompression 30% höhere Kompression keine blockförmigen Artefakte wesentlich bessere Bildqualität bei gleicher Dateigröße

Jede Menge Bilder...

noch mehr Bilder...

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die meisten Bilder... original jpeg 3:1 jpeg 20:1 jpeg 50:1

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Quellen Tecchannel Http://www.fh-jena.de/contrib/fb/et/personal/ansorg/ftp/wavelet/wavelet.htm Http://graphics.cs.uni-sb.de/Courses/ws9900/cg-seminar/Ausarbeitung/Tore.Knabe/#JPEG Yale Style Manual-JPEG graphics Graphics File Formats FAQ Knowledge Base - What are bitmap and vector graphics and how are they different? OII - Raster Graphic Interchange Standards The Unofficial TIFF Home Page The JPEG Still Picture Compression Standard A Detailed Look at JPEG Compression JPEG Compression Algorithm and Associated Data Structures Image Compression -- JPEG A Knowledge-Based Approach to JPEG Acceleration Wavelet-based Image and Video Compression JPEG2000 Organisation JPEG - JBIG