Πώς ρυθμίζεται ένα αρχείο JPEG;

Ένα αρχείο JPEG, που είναι τυπικά γνωστό ως αρχείο JPEG/JFIF (μορφή ανταλλαγής αρχείων JPEG), είναι δομημένη ως ακολουθία των τμημάτων δεδομένων, που αρχίζει με δείκτη. Αυτοί οι δείκτες προσδιορίζουν τον τύπο και τη λειτουργία των δεδομένων του τμήματος. Ακολουθεί μια ανάλυση των βασικών στοιχείων:

1. Έναρξη της εικόνας (SOI): Ο πρώτος δείκτης, «FF D8», σηματοδοτεί την αρχή του αρχείου JPEG. Είναι σαν να λέτε, "Αυτή είναι μια εικόνα JPEG, δώστε προσοχή!"

2. Δείκτες εφαρμογών (APPN): Ειδικοί δείκτες εφαρμογής, που υποδεικνύονται από το «FF E0» σε «FF EF». Αυτά περιέχουν συχνά μεταδεδομένα, όπως:

* JFIF (Μορφή ανταλλαγής αρχείου JPEG): Αυτό το τμήμα περιέχει πληροφορίες σχετικά με την ανάλυση της εικόνας, τον χώρο χρώματος (συνήθως YCBCR) και άλλες ζωτικές παραμέτρους. Είναι ζωτικής σημασίας για την κατάλληλη εμφάνιση.

* EXIF (Μορφή αρχείου ανταλλαγής εικόνας): Αυτό περιέχει μεταδεδομένα όπως οι ρυθμίσεις της κάμερας, η ημερομηνία/ώρα, η τοποθεσία GPS, κλπ. Συχνά πιο εκτεταμένα από το JFIF.

* Άλλα μεταδεδομένα: Άλλες εφαρμογές ενδέχεται να προσθέσουν τα δικά τους τμήματα μεταδεδομένων.

3. Πίνακας ποσοτικοποίησης (DQT): Αυτά τα τμήματα (`ff db`) καθορίζουν τους πίνακες ποσοτικοποίησης που χρησιμοποιούνται για τη συμπίεση απώλειας. Αυτοί οι πίνακες καθορίζουν πόση λεπτομέρεια απορρίπτονται κατά τη διάρκεια της συμπίεσης. Διαφορετικοί πίνακες μπορούν να οριστούν για τη φωτεινότητα (φωτεινότητα) και τη χρωματισμό (χρώμα).

4. Πίνακας Huffman (DHT): Αυτά τα τμήματα (`FF C4`) καθορίζουν τους πίνακες κωδικοποίησης Huffman που χρησιμοποιούνται για κωδικοποίηση εντροπίας. Αυτοί οι πίνακες υπαγορεύουν το πόσο συχνά εμφανίζονται τα δεδομένα αντιπροσωπεύονται με μικρότερους κώδικες, ενισχύοντας την αποτελεσματικότητα της συμπίεσης.

5. Έναρξη του πλαισίου (SOF): Αυτός ο δείκτης (`ff c0`,` ff c1`, `ff c2`) καθορίζει τις βασικές ιδιότητες της εικόνας:

* Μορφή δεδομένων εικόνας: Baseline DCT, Progressive DCT, κλπ.

* Παράγοντες δειγματοληψίας: Πόσα εικονοστοιχεία υποβάλλονται σε δειγματοληψία για κάθε χρωματικό στοιχείο (π.χ. 4:2:0, 4:2:2, 4:4:4). Αυτό επηρεάζει την ανάλυση των πληροφοριών χρώματος.

* αριθμός στοιχείων: Συνήθως 3 (Y, CB, CR για έγχρωμες εικόνες), αλλά μπορεί να είναι 1 (γκρι φύλα).

* Διαστάσεις εικόνας: Ύψος και πλάτος σε εικονοστοιχεία.

6. Η κεφαλίδα σάρωσης (SOS): Ο δείκτης `FF DA` υποδεικνύει την έναρξη των δεδομένων συμπιεσμένης εικόνας. Καθορίζει ποια εξαρτήματα θα σαρωθούν και πώς.

7. Δεδομένα συμπιεσμένης εικόνας: Αυτό είναι όπου τα πραγματικά δεδομένα εικόνας βρίσκονται, κωδικοποιούνται χρησιμοποιώντας διακριτό μετασχηματισμό συνημιτονίας (DCT), κβαντισμό και κωδικοποίηση Huffman (ή αριθμητική κωδικοποίηση). Αυτό είναι το μεγαλύτερο μέρος του αρχείου.

8. Τέλος της εικόνας (EOI): Ο τελικός δείκτης, «FF D9», σηματοδοτεί το τέλος του αρχείου JPEG.

Συνοπτικά: Ένα αρχείο JPEG δεν είναι απλώς μια ακατέργαστη απόρριψη εικόνας. Είναι ένα προσεκτικά δομημένο δοχείο με μεταδεδομένα και συμπιεσμένα δεδομένα εικόνας. Η διαδικασία συμπίεσης περιλαμβάνει διάφορα στάδια:

1. Μετατροπή χρώματος (εάν ισχύει): Το RGB συνήθως μετατρέπεται σε YCBCR.

2. Μετασχηματισμός διακριτού συνημίτου Μετατρέπει μπλοκ εικόνας σε συντελεστές συχνότητας.

3. Μειώνει την ακρίβεια των συντελεστών DCT, εισάγοντας συμπίεση απώλειας.

4. κωδικοποίηση εντροπίας (huffman ή αριθμητική): Περαιτέρω συμπιέζει τους κβαντισμένους συντελεστές, αναθέτοντας μικρότερους κωδικούς σε συχνότερες τιμές.

Η ακριβής δομή και το περιεχόμενο ενός αρχείου JPEG μπορεί να ποικίλει, ανάλογα με τις ρυθμίσεις που χρησιμοποιούνται κατά τη συμπίεση και την παρουσία προαιρετικών μεταδεδομένων. Αλλά οι βασικοί δείκτες και η ακολουθία τους παραμένουν συνεπείς.