Conas a oibríonn an fhormáid JPEG

Tá íomhánna JPEG uileláithreach inár saolta digiteacha, ach taobh thiar den veinír feasachta seo tá halgartaim a bhaintear sonraí nach bhfuil inbhraite don tsúil dhaonna. Is é an toradh an caighdeán amhairc is airde sa mhéid comhaid is lú - ach conas go díreach a oibríonn sé ar fad? Feicfimid cad go díreach nach bhfeiceann ár súile!

Conas a oibríonn an fhormáid JPEG

Tá sé éasca a mheas go bhfuil tú in ann grianghraf a sheoladh chuig cara agus gan a bheith buartha faoin ngléas, an brabhsálaí nó an córas oibriúcháin atá in úsáid acu - ach ní mar sin a bhí i gcónaí. Faoi na 1980í luatha, d'fhéadfadh ríomhairí íomhánna digiteacha a stóráil agus a thaispeáint, ach bhí go leor smaointe iomaíocha ann maidir leis an mbealach is fearr chun é seo a dhéanamh. Ní fhéadfá íomhá a sheoladh ó ríomhaire amháin go ríomhaire eile agus tá súil agam go n-oibreodh sé.

Chun an fhadhb seo a réiteach, tháinig coiste saineolaithe ó gach cearn den domhan le chéile i 1986 ar a dtugtar “Comhghrúpa de Shaineolaithe Grianghrafadóireachta» (Comh-Ghrúpa Saineolaithe Grianghrafadóireachta, JPEG), a bunaíodh mar chomhiarracht idir an Eagraíocht Idirnáisiúnta um Chaighdeánú (ISO) agus an Coimisiún Idirnáisiúnta Leictriteicniúil (IEC), dhá eagraíocht idirnáisiúnta um chaighdeáin a bhfuil ceanncheathrú acu sa Ghinéiv, san Eilvéis.

Chruthaigh grúpa daoine ar a dtugtar JPEG caighdeán comhbhrú íomhá digiteach JPEG i 1992. Is dócha gur tháinig aon duine a bhain úsáid as an Idirlíon le híomhánna ionchódaithe JPEG. Is é seo an bealach is coitianta chun íomhánna a ionchódú, a sheoladh agus a stóráil. Ó leathanaigh ghréasáin go ríomhphost chuig na meáin shóisialta, úsáidtear JPEG na billiúin uair sa lá - beagnach gach uair a fhéachaimid ar íomhá ar líne nó a sheolaimid í. Gan JPEG, bheadh ​​​​an ngréasán níos lú ildaite, níos moille, agus is dócha go mbeadh níos lú pictiúir cat ann!

Baineann an t-alt seo le conas íomhá JPEG a dhíchódú. I bhfocail eile, cad atá ag teastáil chun sonraí comhbhrúite atá stóráilte ar ríomhaire a thiontú go íomhá atá le feiceáil ar an scáileán. Is fiú a fhios seo, ní hamháin toisc go bhfuil sé tábhachtach tuiscint a fháil ar an teicneolaíocht a úsáidimid gach lá, ach freisin mar gheall ar leibhéil comhbhrú a dhíghlasáil, foghlaimímid níos mó faoi aireachtáil agus fís, agus cad iad na sonraí is íogaire dár súile.

Ina theannta sin, tá an-suimiúil ag imirt le híomhánna ar an mbealach seo.

Conas a oibríonn an fhormáid JPEG

Ag féachaint taobh istigh JPEG

Ar ríomhaire, stóráiltear gach rud mar sheicheamh uimhreacha dénártha. Go hiondúil déantar na giotáin seo, nialais agus cinn, a ghrúpáil i ngrúpaí d’ochtar chun bearta a dhéanamh. Nuair a osclaíonn tú íomhá JPEG ar ríomhaire, ní mór do rud éigin (brabhsálaí, córas oibriúcháin, rud éigin eile) na bearta a dhíchódú, ag athchóiriú an bhuníomhá mar liosta dathanna is féidir a thaispeáint.

Íosluchtaigh má tá tú milis grianghraf de cat agus é a oscailt in eagarthóir téacs, feicfidh tú a bunch de charachtair neamhfhreagrach.

Conas a oibríonn an fhormáid JPEG
Anseo tá mé ag baint úsáide as Notepad ++ chun ábhar an chomhaid a scrúdú, mar go ndéanfaidh eagarthóirí téacs rialta ar nós Notepad ar Windows an comhad dénártha a éilliú tar éis é a shábháil agus ní shásóidh sé an fhormáid JPEG a thuilleadh.

Nuair a osclaítear íomhá i bpróiseálaí focal cuireann sé an ríomhaire amú, díreach mar a chuireann tú mearbhall ar d’inchinn nuair a chuimil tú do shúile agus nuair a thosaíonn tú ag féachaint ar dhathanna!

Tugtar na spotaí seo a fheiceann tú fosfóin, agus nach bhfuil siad mar thoradh ar spreagadh solais nó siabhránachtaí ginte ag an intinn. Tarlaíonn siad mar go gceapann d’inchinn go gcuireann aon chomharthaí leictreacha sna nerves snáthoptaice faisnéis faoi sholas in iúl. Ní mór don inchinn na boinn tuisceana seo a dhéanamh toisc nach bhfuil aon bhealach a fhios an bhfuil comhartha fuaime, fís, nó rud éigin eile. Tarchuireann gach nerve sa chorp na ríoga leictreacha céanna. Trí bhrú a chur ar do shúile, seolann tú comharthaí nach bhfuil amhairc, ach gníomhaíonn siad gabhdóirí an tsúil, a léirmhíníonn d'inchinn - sa chás seo, go mícheart - mar rud amhairc. Is féidir leat an brú a fheiceáil go litriúil!

Tá sé greannmhar smaoineamh ar an gcaoi a bhfuil ríomhairí cosúil leis an inchinn, ach is analaí úsáideach é freisin chun a léiriú cé chomh mór agus a bhíonn brí na sonraí - cibé acu a iompraítear tríd an gcorp ag nerves nó a stóráiltear ar ríomhaire - ag brath ar an gcaoi a ndéantar é a léirmhíniú. Tá na sonraí dénártha go léir comhdhéanta de 0s agus 1s, na comhpháirteanna bunúsacha ar féidir leo faisnéis de chineál ar bith a chur in iúl. Is minic a dhéanann do ríomhaire amach conas iad a léirmhíniú trí leideanna a úsáid mar shíntí comhaid. Anois cuirimid iallach air iad a léirmhíniú mar théacs, mar sin a bhfuil súil ag an eagarthóir téacs.

Chun tuiscint a fháil ar conas JPEG a dhíchódú, ní mór dúinn na comharthaí bunaidh a fheiceáil iad féin - na sonraí dénártha. Is féidir é seo a dhéanamh trí úsáid a bhaint as eagarthóir heicsidheachúil, nó go díreach ar aghaidh leathanach gréasáin alt bunaidh! Tá íomhá, in aice léi i réimse an téacs a bhfuil a beart go léir (seachas an ceanntásc), curtha i láthair i bhfoirm dheachúil. Is féidir leat iad a athrú, agus beidh an script ath-ionchódú agus a tháirgeadh íomhá nua ar an eitilt.

Conas a oibríonn an fhormáid JPEG

Is féidir leat go leor a fhoghlaim trí imirt leis an eagarthóir seo. Mar shampla, an féidir leat a rá cén t-ord ina stóráiltear na picteilíní?

Is é an rud aisteach faoin sampla seo ná nach ndéanann athrú ar roinnt uimhreacha difear don íomhá ar chor ar bith, ach, mar shampla, má chuireann tú 17 in ionad an uimhir 0 sa chéad líne, scriosfar an grianghraf go hiomlán!

Conas a oibríonn an fhormáid JPEG

Athraíonn athruithe eile, mar shampla an uimhir 7 a chur in ionad 1988 ar líne 254 leis an uimhir XNUMX, ach ní dhéantar ach na picteilíní ina dhiaidh sin.

Conas a oibríonn an fhormáid JPEG

B'fhéidir gurb é an rud is aisteach ná go n-athraíonn roinnt uimhreacha ní hamháin an dath, ach freisin cruth na híomhá. Athraigh an 70 i líne 12 go 2 agus féach ar an tsraith uachtarach den íomhá chun a fheiceáil cad atá i gceist agam.

Conas a oibríonn an fhormáid JPEG

Agus is cuma cén íomhá JPEG a úsáideann tú, gheobhaidh tú na patrúin mistéireach fichille seo i gcónaí agus tú ag déanamh eagarthóireachta ar na bearta.

Agus tú ag imirt leis an eagarthóir, tá sé deacair a thuiscint conas a athchruthaítear grianghraf ó na bearta seo, ós rud é go bhfuil trí theicneolaíocht dhifriúla i gcomhbhrú JPEG, a chuirtear i bhfeidhm go seicheamhach i leibhéil. Déanfaimid staidéar ar gach ceann acu ina n-aonar chun an t-iompar mistéireach atá á fheiceáil againn a nochtadh.

Trí leibhéal comhbhrú JPEG:

  1. Foshampláil datha.
  2. Claochlú agus sampláil comhshínis scoite.
  3. Rith ionchódú fad, delta и Huffman

Chun tuairim a thabhairt duit ar mhéid an chomhbhrúite, tabhair faoi deara gur ionann an íomhá thuas agus 79 uimhir, nó thart ar 819 KB. Dá ndéanaimid é a stóráil gan comhbhrú, bheadh ​​trí uimhir ag teastáil ó gach picteilín - do na comhpháirteanna dearg, glas agus gorm. Is ionann é sin agus 79 uimhir, nó timpeall. 917 KB. Mar thoradh ar chomhbhrú JPEG, laghdaíodh an comhad deiridh níos mó ná 700 n-uaire!

Go deimhin, is féidir an íomhá seo a chomhbhrú i bhfad níos mó. Anseo thíos tá dhá íomhá taobh le taobh - tá an grianghraf ar dheis comhbhrúite go 16 KB, is é sin, 57 uair níos lú ná an leagan neamh-chomhbhrúite!

Conas a oibríonn an fhormáid JPEG

Má fhéachann tú go dlúth, feicfidh tú nach bhfuil na híomhánna seo comhionann. Is íomhánna iad an dá cheann le comhbhrú JPEG, ach tá an ceann ceart i bhfad níos lú i méid. Breathnaíonn sé beagán níos measa freisin (féach ar na cearnóga dath cúlra). Sin an fáth a dtugtar comhbhrú lossy ar JPEG freisin; Le linn an phróisis chomhbhrúite, athraíonn an íomhá agus cailleann sé roinnt sonraí.

1. Foshampláil datha

Seo íomhá a bhfuil ach an chéad leibhéal comhbhrú curtha i bhfeidhm.

Conas a oibríonn an fhormáid JPEG
(Leagan idirghníomhach - i bunaidh earraí). Má bhaintear uimhir amháin, scriostar gach dath. Mar sin féin, má bhaintear díreach sé uimhir, is beag tionchar a bheidh aige ar an íomhá.

Anois tá na huimhreacha beagán níos éasca a dhéanamh amach. Is beagnach liosta simplí dathanna é seo, ina n-athraíonn gach beart go díreach picteilín amháin, ach ag an am céanna tá sé leath mhéid na híomhá neamh-chomhbhrúite cheana féin (a thógfadh thart ar 300 KB sa mhéid laghdaithe seo). An féidir leat buille faoi thuairim cén fáth?

Is féidir leat a fheiceáil nach ionann na huimhreacha seo agus na comhpháirteanna caighdeánacha dearg, glas agus gorm, ós rud é má chuirimid nialais in ionad na n-uimhreacha go léir, gheobhaidh muid íomhá glas (seachas bán).

Conas a oibríonn an fhormáid JPEG

Tá sé seo toisc go seasann na bearta seo do Y (gile),

Conas a oibríonn an fhormáid JPEG

Cb (gorm choibhneasta),

Conas a oibríonn an fhormáid JPEG

agus pictiúir Cr (deargadh coibhneasta).

Conas a oibríonn an fhormáid JPEG

Cén fáth nach n-úsáidfeá RGB? Tar éis an tsaoil, is é seo an chaoi a n-oibríonn an chuid is mó de na scáileáin nua-aimseartha. Is féidir le do mhonatóir dath ar bith a thaispeáint, lena n-áirítear dearg, glas agus gorm, le déine éagsúla do gach picteilín. Faightear bán trí na trí cinn a chasadh ar lánghile, agus dubh trí iad a mhúchadh.

Conas a oibríonn an fhormáid JPEG

Tá sé seo an-chosúil freisin leis an gcaoi a n-oibríonn an tsúil dhaonna. Tugtar "na gabhdóirí datha inár súile"cóin“, agus tá siad roinnte i dtrí chineál, gach ceann acu níos íogaire do cheachtar dathanna dearg, glas, nó gorm [tá cóin de chineál S íogair sa violet-gorm (S ón speictream Béarla Gearr - gearrtonn), M -type - sna codanna glas-buí (M ón Meán Béarla - meántonn), agus L-cineál - sna codanna buí-dearg (L ón mBéarla Fada - tonn fhada) den speictream. Tugann láithreacht na dtrí chineál cóin seo (agus slata, atá íogair sa chuid glas emerald den speictream) fís dath don duine. / thart. aistrigh.]. Bataí, cineál eile de photoreceptor inár súile, in ann a bhrath athruithe i gile, ach tá i bhfad níos íogaire do dath. Tá thart ar 120 milliún slat ag ár súile agus gan ach 6 mhilliún cóin.

Sin é an fáth go bhfuil ár súile i bhfad níos fearr ag brath athruithe i gile ná athruithe ar dhath. Má scarann ​​tú dath ó ghile, is féidir leat dath beag a bhaint agus ní thabharfaidh aon duine faoi deara. Is éard is foshampláil chroma ann ná an próiseas chun comhpháirteanna datha íomhá a léiriú ag taifeach níos ísle ná na comhpháirteanna luminance. Sa sampla thuas, tá comhpháirt Y amháin go díreach ag gach picteilín, agus tá comhpháirt amháin Cb agus Cr amháin ag gach grúpa aonair de cheithre picteilín. Dá bhrí sin, tá ceithre huaire níos lú faisnéise dath san íomhá ná an bhunaidh.

Úsáidtear spás dath YCbCr ní hamháin i JPEG. Bhí sé invented ar dtús i 1938 le haghaidh clár teilifíse. Níl teilifís dhath ag gach duine, agus mar sin lig scaradh dath agus gile do gach duine an comhartha céanna a fháil, agus níor úsáideadh teilifíseáin gan dath ach an chomhpháirt gile.

Mar sin scriostar na dathanna go léir má bhaintear uimhir amháin ón eagarthóir. Stóráiltear na comhpháirteanna san fhoirm YYYY Cb Cr (i ndáiríre, ní gá san ord sin - tá an t-ordú stórála sonraithe i gceanntásc an chomhaid). Má dhéantar an chéad uimhir a bhaint beidh an chéad luach Cb le feiceáil mar Y, Cr mar Cb, agus go ginearálta beidh éifeacht domino agat a athraíonn dathanna uile an phictiúir.

Ní chuireann an tsonraíocht JPEG iallach ort YCbCr a úsáid. Ach úsáideann formhór na gcomhad é toisc go dtáirgeann sé íomhánna downsampled níos fearr ná RGB. Ach ní gá duit mo focal a ghlacadh mar gheall air. Féach duit féin sa tábla thíos cén chuma a bheidh ar fhoshampláil gach comhpháirte in RGB agus YCbCr araon.

Conas a oibríonn an fhormáid JPEG
(Leagan idirghníomhach - i bunaidh earraí).

Níl baint gorm chomh suntasach céanna le dearg nó glas. Sin mar gheall ar na sé mhilliún cóin i do shúile, tá thart ar 64% íogair do dhearg, 32% go glas agus 2% go gorm.

Is fearr íosshampláil chomhpháirt Y (bun ar chlé). Is fiú athrú beag faoi deara.

Ní laghdaíonn athrú íomhá ó RGB go YCbCr méid comhaid, ach déanann sé níos éasca sonraí nach bhfuil chomh infheicthe a aimsiú is féidir a bhaint astu. Tarlaíonn comhbhrú Lossy sa dara céim. Tá sé bunaithe ar an smaoineamh sonraí a chur i láthair i bhfoirm níos compressible.

2. Claochlú agus sampláil comhshínis scoite

Is éard atá i gceist leis an leibhéal comhbhrú seo, don chuid is mó, ná JPEG. Tar éis na dathanna a thiontú go YCbCr, déantar na comhpháirteanna a chomhbhrú ina n-aonar, ionas gur féidir linn díriú ar an gcomhpháirt Y. Agus seo an cuma atá ar bhearta an chomhpháirt Y tar éis an ciseal seo a chur i bhfeidhm.

Conas a oibríonn an fhormáid JPEG
(Leagan idirghníomhach - i bunaidh earraí). Sa leagan idirghníomhach, má chliceáiltear ar picteilín scrollaíonn an t-eagarthóir go dtí an líne a sheasann dó. Bain triail as uimhreacha a bhaint den deireadh nó cuir cúpla nialais le huimhir áirithe.

Ar an gcéad amharc, is cosúil le comhbhrú an-dona. Tá 100 picteilín in íomhá, agus tógann sé 000 uimhir chun a ngile (Y-comhpháirteanna) a léiriú—tá sé sin níos measa ná rud ar bith a chomhbhrú!

Tabhair faoi deara, áfach, go bhfuil an chuid is mó de na huimhreacha seo náid. Thairis sin, is féidir na nialais sin go léir ag deireadh na línte a bhaint gan an íomhá a athrú. Tá thart ar 26 uimhir fágtha, agus tá sé seo beagnach 000 huaire níos lú!

Tá rún na patrúin fichille ag an leibhéal seo. Murab ionann agus éifeachtaí eile atá feicthe againn, ní glitch é cuma na bpatrún seo. Is iad sin bloic thógála na híomhá ar fad. Tá go díreach 64 uimhir i ngach líne den eagarthóir, comhéifeachtaí trasfhoirmithe comhshínis scoite (DCT) a fhreagraíonn do dhéine 64 patrún uathúla.

Cruthaítear na patrúin seo bunaithe ar phlota an chóisín. Seo an chuma atá ar chuid acu:

Conas a oibríonn an fhormáid JPEG
8 as 64 corrlach

Anseo thíos tá íomhá a thaispeánann na 64 patrún ar fad.

Conas a oibríonn an fhormáid JPEG
(Leagan idirghníomhach - i bunaidh earraí).

Tá tábhacht ar leith ag baint leis na patrúin seo toisc go bhfuil siad mar bhunús leis na híomhánna 8x8. Mura bhfuil cur amach agat ar ailgéabar líneach, ciallaíonn sé seo gur féidir aon íomhá 8x8 a dhéanamh as na 64 patrún seo. Is éard atá i gceist le DCT ná an próiseas chun íomhánna a roinnt ina mbloic 8 × 8 agus gach bloc a thiontú ina mheascán de na 64 comhéifeachtaí seo.

Dealraíonn sé cosúil le draíocht gur féidir le haon íomhá a bheith comhdhéanta de 64 patrúin ar leith. Mar sin féin, is ionann é seo agus a rá gur féidir dhá uimhir a chur síos ar áit ar bith ar an Domhan - domhanleithead agus domhanfhad [a léiríonn leathsféar / thart. aistrigh.]. Is minic a smaoinímid ar dhromchla an Domhain mar dhéthoiseach, mar sin ní gá dúinn ach dhá uimhir. Tá 8 toise ag íomhá 8x64, mar sin teastaíonn 64 uimhir uainn.

Níl sé soiléir fós conas a chuidíonn sé seo linn ó thaobh comhbhrú. Má theastaíonn 64 uimhir uainn chun íomhá 8 × 8 a léiriú, cén fáth a mbeadh sé seo níos fearr ná 64 comhpháirt gile a stóráil? Déanaimid é seo ar an gcúis chéanna a rinneamar trí uimhir RGB a thiontú ina dtrí uimhir YCbCr: ligeann sé dúinn sonraí subtle a bhaint.

Tá sé deacair a fheiceáil go díreach cad iad na sonraí a bhaintear ag an gcéim seo mar go gcuireann JPEG DCT i bhfeidhm ar bhlocanna 8x8. Mar sin féin, ní chuireann aon duine cosc ​​orainn é a chur i bhfeidhm ar an bpictiúr iomlán. Seo an chuma atá ar DCT don chomhpháirt Y a chuirtear i bhfeidhm ar an bpictiúr iomlán:

Conas a oibríonn an fhormáid JPEG

Is féidir níos mó ná 60 uimhir a bhaint as an deireadh gan mórán athruithe suntasacha ar an ngrianghraf.

Conas a oibríonn an fhormáid JPEG

Tabhair faoi deara, áfach, má dhéanaimid náid amach na chéad chúig uimhir, beidh an difríocht soiléir.

Conas a oibríonn an fhormáid JPEG

Léiríonn na huimhreacha ag an tús athruithe ar mhinicíocht íseal san íomhá, rud is fearr a roghnaíonn ár súile. Léiríonn na huimhreacha i dtreo an deireadh athruithe ar na minicíochtaí arda atá níos deacra a thabhairt faoi deara. Chun “a fheiceáil cad nach féidir leis an tsúil a fheiceáil,” is féidir linn na sonraí ardmhinicíochta seo a leithlisiú tríd an gcéad 5000 uimhir a nialasú.

Conas a oibríonn an fhormáid JPEG

Feicimid gach réimse den íomhá ina dtarlaíonn an t-athrú is mó ó picteilín go picteilín. Seasann súile an chait, a ghuairneáin, an brat súiteach agus na scáthanna sa chúinne íochtair ar chlé amach. Is féidir leat dul níos faide tríd an gcéad 10 uimhir a nialasú:

Conas a oibríonn an fhormáid JPEG

20:

Conas a oibríonn an fhormáid JPEG

40:

Conas a oibríonn an fhormáid JPEG

60:

Conas a oibríonn an fhormáid JPEG

Baintear na sonraí ard-minicíochta seo ag JPEG le linn na céime comhbhrú. Níl aon chaillteanas maidir le dathanna a thiontú go comhéifeachtaí DCT. Tarlaíonn caillteanas ag an gcéim samplála, áit a mbaintear luachanna ard-minicíochta nó gar-nialas. Nuair a íslíonn tú cáilíocht choigilt JPEG, méadaíonn an clár an tairseach do líon na luachanna a bhaintear, rud a laghdaíonn méid an chomhaid, ach a dhéanann an pictiúr níos picteilín. Sin an fáth a d'fhéach an íomhá sa chéad alt, a bhí 57 uair níos lú, mar seo. Bhí i bhfad níos lú comhéifeachtaí DCT léirithe ag gach bloc 8 × 8 i gcomparáid leis an leagan ar chaighdeán níos airde.

Is féidir leat éifeacht chomh fionnuar a chruthú mar shruthú íomhánna de réir a chéile. Is féidir leat pictiúr doiléir a thaispeáint a éiríonn níos mionsonraithe de réir mar a íoslódáltar níos mó comhéifeachtaí.

Anseo, le haghaidh spraoi amháin, is é an rud a gheobhaidh tú ach 24 uimhir a úsáid:

Conas a oibríonn an fhormáid JPEG

Nó díreach 5000:

Conas a oibríonn an fhormáid JPEG

An-doiléir, ach ar bhealach so-aitheanta!

3. Ionchódú fad Rith, deilt agus Huffman

Go dtí seo, tá gach céim den chomhbhrú caillte. An chéim dheireanach, ar a mhalairt, fáltais gan caillteanais. Ní scriosann sé faisnéis, ach laghdaíonn sé go mór méid an chomhaid.

Conas is féidir leat rud éigin a chomhbhrú gan faisnéis a chaitheamh? Samhlaigh conas a dhéanfaimis cur síos ar dhronuilleog dhubh shimplí 700 x 437.

Úsáideann JPEG 5000 uimhir chuige seo, ach is féidir torthaí i bhfad níos fearr a bhaint amach. An féidir leat scéim ionchódaithe a shamhlú a chuirfeadh síos ar íomhá dá leithéid i mbeagán beart agus is féidir?

Úsáideann an scéim íosta a d'fhéadfainn teacht suas le ceithre: trí cinn chun dath a léiriú, agus an ceathrú cuid chun a chur in iúl cé mhéad picteilín atá ag an dath sin. Tugtar ionchódú fad-rith ar an smaoineamh chun luachanna athrá a léiriú ar an mbealach comhdhlúite seo. Tá sé gan chailliúint mar is féidir linn na sonraí ionchódaithe a chur ar ais chuig a bhunfhoirm.

Tá comhad JPEG le dronuilleog dubh i bhfad níos mó ná 4 bytes - cuimhnigh go gcuirtear comhbhrú i bhfeidhm ar bhlocanna 8 × 8 picteilín ag an leibhéal DCT. Mar sin, ar a laghad, ní mór dúinn comhéifeacht DCT amháin in aghaidh gach 64 picteilín. Tá ceann de dhíth orainn mar in ionad comhéifeacht DCT amháin a stóráil agus 63 nialais ina dhiaidh sin, ceadaíonn ionchódú fad reáchtála dúinn uimhir amháin a stóráil agus a chur in iúl gur "nialas iad na cinn eile go léir."

Teicníc is ea ionchódú delta ina mbíonn difríocht idir gach beart agus luach éigin, seachas luach absalóideach. Mar sin, nuair a dhéantar beart áirithe a chur in eagar, athraíonn dath gach picteilín eile. Mar shampla, in ionad a stóráil

12 13 14 14 14 13 13 14

D’fhéadfaimis tosú le 12 agus ansin a chur in iúl go simplí cé mhéad a chaithfimid a shuimiú nó a dhealú chun an chéad uimhir eile a fháil. Agus tá an seicheamh seo i gcódú delta san fhoirm:

12 1 1 0 0 -1 0 1

Níl na sonraí comhshó níos lú ná na sonraí bunaidh, ach tá sé níos éasca é a chomhbhrú. Is féidir cuidiú go mór le hionchódú deilte a chur i bhfeidhm roimh ionchódú fad reatha agus é fós ina chomhbhrú gan chailliúint.

Tá códú Delta ar cheann den bheagán teicnící a úsáidtear lasmuigh de bhlocanna 8x8. As na 64 comhéifeacht DCT, níl i gceann amháin ach feidhm tonnta tairiseach (dath soladach). Léiríonn sé gile meán gach bloc do na comhpháirteanna luma, nó an meán-gormais do na comhpháirteanna Cb, agus mar sin de. Tugtar an luach DC ar an gcéad luach de gach bloc DCT, agus tá gach luach DC ionchódaithe i leith na cinn roimhe seo. Dá bhrí sin, déanfaidh athrú gile an chéad bhloc difear do na bloic go léir.

Fanann an rúndiamhair deiridh: conas a scriosann athrú an uimhir uatha an pictiúr iomlán? Go dtí seo, ní raibh airíonna den sórt sin ag leibhéil comhbhrú. Tá an freagra sa cheanntásc JPEG. Tá meiteashonraí faoin íomhá sa chéad 500 beart - leithead, airde, etc., agus níor oibrigh muid leo fós.

Gan ceanntásc tá sé beagnach dodhéanta (nó an-deacair) JPEG a dhíchódú. Breathnóidh sé amhail is go bhfuil mé ag iarraidh an pictiúr a chur síos duit, agus mé ag tosú ar fhocail a chumadh chun mo thuairim a chur in iúl. Is dócha go mbeidh an cur síos sách comhdhlúite, mar is féidir liom focail a chumadh leis an gciall go díreach ba mhaith liom a chur in iúl, ach do gach duine eile ní dhéanfaidh siad ciall.

Fuaimeann sé dúr, ach sin go díreach cad a tharlaíonn. Tá gach íomhá JPEG comhbhrúite le cóid a bhaineann go sonrach leis. Stóráiltear foclóir an chóid sa cheanntásc. Cód Huffman a thugtar ar an teicníocht seo agus tugtar tábla Huffman ar an stór focal. Sa cheanntásc, tá an tábla marcáilte le dhá beart - 255 agus ansin 196. Is féidir a tábla féin a bheith ag gach comhpháirt dath.

Cuirfidh athruithe ar tháblaí isteach go mór ar aon íomhá. Sampla maith is ea an 15ú líne a athrú go 1.

Conas a oibríonn an fhormáid JPEG

Tarlaíonn sé seo toisc go sonraíonn na táblaí conas ba cheart giotán aonair a léamh. Go dtí seo níor oibríomar ach le huimhreacha dénártha i bhfoirm dheachúil. Ach folaíonn sé seo uainn an bhfíric, más mian leat an uimhir 1 a stóráil i mbeart, beidh sé cosúil le 00000001, ós rud é go gcaithfidh ocht ngiotán go díreach a bheith ag gach beart, fiú mura bhfuil gá ach le ceann amháin acu.

D’fhéadfadh gur cur amú spáis mhór é seo má tá go leor líon beag agat. Is teicníc é cód Huffman a ligeann dúinn an riachtanas seo a mhaolú nach mór do gach uimhir ocht ngiotán a áitiú. Ciallaíonn sé seo má fheiceann tú dhá bheart:

234 115

Ansin, ag brath ar thábla Huffman, d’fhéadfadh trí uimhir a bheith iontu seo. Chun iad a bhaint, ní mór duit iad a bhriseadh síos i giotáin aonair ar dtús:

11101010 01110011

Ansin féachaimid ar an tábla le fáil amach conas iad a ghrúpáil. Mar shampla, d’fhéadfadh sé seo a bheith sa chéad sé ghiotán, (111010), nó 58 i deachúil, agus cúig ghiotán ina dhiaidh (10011), nó 19, agus ar deireadh na ceithre ghiotán deiridh (0011), nó 3.

Dá bhrí sin, tá sé an-deacair na bytes a thuiscint ag an gcéim seo den chomhbhrú. Ní léiríonn bearta an chuma atá orthu. Ní bheidh mé ag dul isteach sonraí a bheith ag obair leis an tábla san Airteagal seo, ach ábhair ar an gceist seo ar líne leor.

Cleas suimiúil amháin is féidir leat a dhéanamh leis an eolas seo ná an ceanntásc a scaradh ón JPEG agus é a stóráil ar leithligh. Go deimhin, tharlaíonn sé go raibh ach tú in ann an comhad a léamh. Déanann Facebook é seo chun comhaid a dhéanamh níos lú fós.

Rud eile is féidir a dhéanamh ná tábla Huffman a athrú beagán. I gcás daoine eile beidh sé cuma cosúil le pictiúr briste. Agus ní bheidh ach a fhios agat an bealach draíochta chun é a dheisiú.

Déanaimis achoimre: mar sin cad is gá chun JPEG a dhíchódú? Riachtanach:

  1. Bain an tábla(í) Huffman as an gceanntásc agus díchódaigh na giotán.
  2. Bain an comhéifeachtaí trasfhoirmithe comhshínis scoite amach do gach comhpháirt datha agus luminance do gach bloc 8x8, ag feidhmiú fad inbhéartach agus ionchódú deilt.
  3. Comhcheangail cosines bunaithe ar chomhéifeachtaí chun luachanna picteilín a fháil do gach bloc 8 × 8.
  4. Scála comhpháirteanna datha má rinneadh an fhoshampláil (tá an fhaisnéis seo sa cheanntásc).
  5. Tiontaigh na luachanna YCbCr mar thoradh air do gach picteilín go RGB.
  6. Taispeáin an íomhá ar an scáileán!

Obair thromchúiseach chun breathnú ar ghrianghraf le cat! Is é an rud is maith liom faoi, áfach, ná go léiríonn sé cé chomh daonna-lárnach atá teicneolaíocht JPEG. Tá sé bunaithe ar shaintréithe ár mbraistint, rud a ligeann dúinn comhbhrú i bhfad níos fearr a bhaint amach ná na gnáththeicneolaíochtaí. Agus anois go dtuigeann muid conas a oibríonn JPEG, is féidir linn a shamhlú conas is féidir na teicneolaíochtaí seo a aistriú go réimsí eile. Mar shampla, is féidir le ionchódú delta i bhfíseáin laghdú suntasach a dhéanamh ar mhéid an chomhaid, ós rud é go minic go mbíonn réimsí iomlána ann nach n-athraíonn ó fhráma go fráma (mar shampla, an cúlra).

Cód a úsáidtear san alt, oscailte, agus tá treoracha ann maidir le conas do chuid pictiúr féin a athsholáthar.

Foinse: will.com

Add a comment