JPEG: diferència entre les revisions

'''JPEG''' ([[acrònim]] de '''[[Joint Photographic Experts Group]]''')<ref>{{Ref-web|url=https://www.collinsdictionary.com/dictionary/english/jpeg|títol=Definició de "JPEG"}}</ref> és un [[algorisme]] dissenyat per a [[Comprimit|comprimir]] imatges fixes amb 24 [[bit]]s de profunditat o en escala de grisos.<ref>{{Ref-web|títol=JPEG image compression FAQ, part 1/2|url=http://www.faqs.org/faqs/jpeg-faq/part1/|consulta=2024-10-24}}</ref>

El 1982 es va iniciar el grup JPEG al que s'uneix el SGVII el 1986. La primera versió de l'estàndard va ésser aprovada el 1991, i l'any 1992 es va publicar l'article que el va fer popular entre la comunitat acadèmica.<ref>{{Ref-web|títol=JPEG - JPEG 1|url=https://jpeg.org/jpeg/index.html|consulta=2024-10-23}}</ref><ref>{{Ref-publicació|article=The JPEG still picture compression standard|url=http://ieeexplore.ieee.org/document/125072/|publicació=IEEE Transactions on Consumer Electronics|data=Feb./1992|pàgines=xviii–xxxiv|volum=38|exemplar=1|doi=10.1109/30.125072|nom=G.K.|cognom=Wallace}}</ref>

A banda de ser un mètode de [[Compressió de dades|compressió]], també és considerat un [[format de fitxer]].<ref>{{Ref-web|títol=JPEG {{!}} Definition & Facts {{!}} Britannica|url=https://www.britannica.com/technology/JPEG|consulta=2024-07-31|llengua=en}}</ref> JPEG/EXif és el format d'imatge més comú, utilitzat per les [[Càmera digital|càmeres fotogràfiques digitals]] i altres dispositius de captura d'imatge, juntament amb JPF/JFIF, un altre format per l'emmagatzemament i la transmissió d'imatges fotogràfiques en la [[World Wide Web]]. Aquestes variacions de formats sovint no es distingeixen i s'anomenen "JPEG". Els fitxers d'aquest tipus s'anomenen amb l'extensió .jpg i en alguns casos .jpeg.

L'algorisme de compressió JPEG es basa en dos [[Fenomen|fenòmens]] visuals de l'[[ull humà]]: un és el fet que és molt més sensible al canvi de [[luminància]] que al de [[crominància]]; és a dir, que capta més bé els canvis de brillantor que els de color; l'altre és el fet que l'ull nota més fàcilment els petits canvis de brillantor en zones homogènies que en zones on la variació és gran (per exemple, en els extrems dels objectes).

La pèrdua de [[qualitat]] quan es fan compressions successives és acumulativa. Això significa que si es comprimeix una imatge i es descomprimeix, es perdrà qualitat, però si es torna a comprimir una imatge ja comprimida s'obtindrà una pèrdua encara més gran. Cada compressió pot suposar una pèrdua de qualitat addicional. La compressió amb pèrdua no és recomanable en imatges o gràfics amb textos o línies molt definits (mapes, esquemes, etc.), però ho és per arxius que tinguin àrees grans de colors sòlids ([[Fotografia (document)|fotografies]]).

* La implementació dels mètodes ha de ser possible mitjançant aplicacions de [[programari]] en qualsevol plataforma. També ha de ser possible el desenvolupament de circuits integrats que implementin la codificació.

L'estàndard JPEG ha assolit aquests objectius i encara és usat per la majoria de dispositius que capturen imatges fixes, com ara càmeres digitals i [[Telèfon mòbil|telèfons mòbils]]. Una excepció són els telèfons de la marca [[Apple]], que usen el format HEIC des de 2017.<ref>{{Ref-web|títol=Complete guide to the HEIC image format in iOS|url=https://www.macworld.co.uk/feature/what-is-heic-3660408/|consulta=2022-01-08|llengua=en|nom=Martyn|cognom=Casserly}}</ref> Una de les raons de la popularitat de l'estàndard JPEG va ser l'existència d'una llibreria de [[programari de codi obert]] que permetia comprimir i descomprimir imatges, desenvolupada pel Independent JPEG Group (IJG),<ref>{{Ref-web|títol=Independent JPEG Group|url=https://ijg.org/|consulta=2022-01-08}}</ref> usada per la majoria de navegadors web i altres aplicacions que manipulen imatges JPEG.

Moltes opcions del JPEG estàndard s'utilitzen poc. El que segueix a continuació és una breu descripció d'un dels molts mètodes per comprimir imatges quan s'apliquen a una imatge d'entrada amb 24 [[bits per píxel]] (vuit per cadascun dels canals [[vermell]], [[verd]] i [[blau]], o també anomenat "8 [[bits per canal]]".) Aquesta opció en particular és un mètode de [[Algorisme de compressió amb pèrdua|compressió amb pèrdua.]]

Una opció que es pot aplicar a l'hora de guardar la imatge és reduir la informació del [[color]] respecte a la de la brillantor (degut al fenomen visual en l'ull humà comentat anteriorment). Hi ha diferents mètodes: si aquest pas no s'aplica, la imatge segueix en el seu espai de color YUV (aquest submostreig s'entén com a 4:4:4) i no hi ha pèrdues. La informació cromàtica es pot reduir a la meitat, 4:2:2 (reduir en un factor de 2 en direcció horitzontal); d'aquesta manera, el color té la meitat de la resolució (en horitzontal) i la brillantor segueix intacta. Un altre mètode molt utilitzat és reduir el color a la quarta part, 4:2:0, així el color es redueix en un factor de 2 en [[horitzontal]] i [[vertical]]. Si la imatge estava en una escala de grisos, es pot eliminar per complet la informació de color, quedant com a 4:0:0.

<blockquote>''Article principal:'' [[Quantificació digital]]</blockquote>L'ull humà és molt bo detectant canvis petits de [[brillantor]] en àrees relativament grans, però no ho és quan la brillantor canvia ràpidament en àrees petites (variació d'alta freqüència). Degut a aquesta condició, es poden eliminar les altes freqüències sense una gran pèrdua de qualitat visual. Això es fa dividint cada component en el domini de la freqüència per una constant per aquell component i arrodonint-lo al seu nombre enter més pròxim. Aquest és el procés en el que es perd la major part de la informació (i qualitat) quan una imatge és processada per aquest algoritme. El resultat d'això és que els components de les altes freqüències tendeixen a igualar-se a [[zero]], mentre que molts d'altres es converteixen en nombres [[Nombre positiu|positius]] i [[Nombre negatiu|negatius]] petits.

Dividint cada [[coeficient]] de la matriu de la imatge transformada entre cada coeficient de la matriu de quantificació, s'obté aquesta matriu, ja quantificada:

La codificació entròpica és una manera especial de compressió sense pèrdua de dades. Consisteix en agafar els elements de la matriu seguint una forma de zig-zag començant per la component DC, posant grups amb freqüències similars junts i insertant zeros de codificació i utilitzant la codificació Huffman pel que queda. També es pot utilitzar la codificació aritmètica, superior a la de Huffman, tot i que s'utilitza poc perquè està coberta per [[Patent|patents]]; aquesta compressió produeix arxius un 5 % menors, però tarda més temps a codificar i descodificar. Aquest petit guany es pot fer servir també en aplicar un menor grau de compressió a la imatge per obtenir més qualitat a una mida semblant.<ref>{{Ref-web|url=http://www.itu.int/rec/T-REC-T.81|títol="T.81: Tecnologia de la informació - Compressió digital i codificació d'imatges fixes de to continu - Requisits i directrius"}}</ref>

El procés de [[decodificació]] és similar al que hem vist fins ara, però de manera inversa. En aquest cas, al haver perdut informació, els valors finals reconstruïts no coincidiran amb els inicials.