图片压缩有多重要,可能很多人可能并没有一个直观上的认识,举个例子,一张800X800大小的普通图片,如果未经压缩,大概在1.7MB左右,这个体积如果存放文本文件的话足够保存一部92万字的鸿篇巨著《红楼梦》,现如今互联网上绝大部分图片都使用了JPEG压缩技术,也就是大家使用的jpg文件,通常JPEG文件相对于原始图像,能够得到1/8的压缩比,如此高的压缩率是如何做到的呢?
        JPEG能够获得如此高的压缩比是因为使用了有损压缩技术,所谓有损压缩,就是把原始数据中不重要的部分去掉,以便可以用更小的体积保存,这个原理其实很常见,比如485194.200000000001这个数,如果我们用485194.2来保存,就是一种“有损”的保存方法,因为小数点后面的那个“0.000000000001”属于不重要的部分,所以可以被忽略掉。JPEG整个压缩过程基本上也是遵循这个步骤:
        1. 把数据分为“重要部分”和“不重要部分”
        2. 滤掉不重要的部分
        3. 保存
步骤一:图像分割


JPEG算法的第一步,图像被分割成大小为8X8的小块,这些小块在整个压缩过程中都是单独被处理的。后面我们会以一张非常经典的图为例,这张图片名字叫做Lenna,据说是世界上第一张JPG图片,这张图片自从诞生之日开始,就和图像处理结下渊源,陪伴了无数理工宅男度过了的一个个不眠之夜,可谓功勋卓著,感兴趣的朋友可以在这里了解到这张图片的故事。

步骤二:颜色空间转换RGB->YCbCr


所谓“颜色空间”,是指表达颜色的数学模型,比如我们常见的“RGB”模型,就是把颜色分解成红绿蓝三种分量,这样一张图片就可以分解成三张灰度图,数学表达上,每一个8X8的图案,可以表达成三个8X8的矩阵,其中的数值的范围一般在[0,255]之间。

R

>

G

>

B

>

不同的颜色模型各有不同的应用场景,例如RGB模型适合于像显示器这样的自发光图案,而在印刷行业,使用油墨打印,图案的颜色是通过在反射光线时产生的,通常使用CMYK模型,而在JPEG压缩算法中,需要把图案转换成为YCbCr模型,这里的Y表示亮度(Luminance),Cb和Cr分别表示绿色和红色的“色差值”。

“色差”这个概念起源于电视行业,最早的电视都是黑白的,那时候传输电视信号只需要传输亮度信号,也就是Y信号即可,彩色电视出现之后,人们在Y信号之外增加了两条色差信号以传输颜色信息,这么做的目的是为了兼容黑白电视机,因为黑白电视只需要处理信号中的Y信号即可。
        根据三基色原理,人们发现红绿蓝三种颜色所贡献的亮度是不同的,绿色的“亮度”最大,蓝色最暗,设红色所贡献的亮度的份额为KR,蓝色贡献的份额为KB,那么亮度为

(1.1)

根据经验,KR=0.299,KB=0.114,那么

(1.2)

蓝色和红色的色差的定义如下

(1.3)

(1.4)

最终可以得到RGB转换为YCbCr的数学公式为

(1.5)

YCbCr模型广泛应用在图片和视频的压缩传输中,比如你可以留意一下电视或者DVD后面的接口,就可以发现色差接口。

这是有道理的,还记得我们在文章开始时提到的有损压缩的基本原理吗?有损压缩首先要做的事情就是“把重要的信息和不重要的信息分开”,YCbCr恰好能做到这一点。对于人眼来说,图像中明暗的变化更容易被感知到,这是由于人眼的构造引起的。视网膜上有两种感光细胞,能够感知亮度变化的视杆细胞,以及能够感知颜色的视锥细胞,由于视杆细胞在数量上远大于视锥细胞,所以我们更容易感知到明暗细节。比如说下面这张图

Y

Cb

Cr

可以明显看到,亮度图的细节更加丰富。JPEG把图像转换为YCbCr之后,就可以针对数据得重要程度的不同做不同的处理。这就是为什么JPEG使用这种颜色空间的原因。

JPEG算法解密的更多相关文章

  1. c# base64算法解密

    /// <summary> /// 将字符串使用base64算法加密 /// </summary> /// <param name="code_type&quo ...

  2. Python 爬虫实例(3)—— 爬取今日头条as cp 算法 解密

    关于今日头条的 as cp 算法,只是对时间进行了加密,他们的js代码是压缩处理的,正常格式化就可以了 url = "http://www.toutiao.com/api/pc/feed/& ...

  3. JPEG原理详解 (转载)

    JPEG算法解密 by jinchao   图片压缩有多重要,可能很多人可能并没有一个直观上的认识,举个例子,一张800X800大小的普通图片,如果未经压缩,大概在1.7MB左右,这个体积如果存放文本 ...

  4. BASE64,MD5,SHA,HMAC加密與解密算法(java)

    package com.ice.webos.util.security; import java.io.UnsupportedEncodingException; import java.math.B ...

  5. DES加解密算法Qt实现

      算法解密qt加密table64bit [声明] (1) 本文源码 大部分源码来自:DES算法代码.在此基础上,利用Qt编程进行了改写,实现了DES加解密算法,并添加了文件加解密功能.在此对署名为b ...

  6. Java-DES算法加密解密工具类

    import java.io.FileInputStream; import java.io.FileOutputStream; import java.io.InputStream; import ...

  7. C#与Java互通AES算法加密解密

    /// <summary>AES加密</summary> /// <param name="text">明文</param> /// ...

  8. UUID,加密解密算法的使用

    注意的地方: Base64Encoder,Base64Decoder并不属于JDK标准库范畴,但是又包含在了JDK中 解决方法:按照如下方法设置Eclipse导入%JAVA_HOME%\jre\lib ...

  9. .NET与Java互通AES算法加密解密

    /// <summary>AES加密</summary> /// <param name="text">明文</param> /// ...

随机推荐

  1. nyoj 845-无主之地1 (struct)

    845-无主之地1 内存限制:64MB 时间限制:1000ms 特判: No 通过数:8 提交数:16 难度:0 题目描述: 子晓最近在玩无主之地1,他对这个游戏的评价不错,结合了FPS与RPG元素, ...

  2. Go 语言优秀资源整理,为项目落地加速🏃

    最后更新于2019.11.22 Go 语言优秀资源整理,为项目落地加速

  3. thinking in JAVA 编译记录

    编辑/编译<thinking in JAVA>源代码 一.下载源代码 首先,我阅读的是<thinking in JAVA>第四版,因此按照书中提供的链接找到了mindview主 ...

  4. Mac上安装并配置JDK

    1,下载 点击 官网 ,进入下载界面, 同意协议内容 找到对应的Mac版本, 2,安装 安装下载下来的文件,期间会要求输入一次电脑密码,然后自动安装完. 如果显示文件已经损坏,打开 终端 输入 sud ...

  5. ubuntu 16.04上源码编译glog和gflags 编写glog-config.cmake和gflags-config.cmake | compile glog and glags on ubuntu 16.04

    本文首发于个人博客https://kezunlin.me/post/977f5125/,欢迎阅读! compile glog and glags on ubuntu 16.04 Series comp ...

  6. 请求https前缀的网站验证SSL证书的解决方案之一

    from requests.packages.urllib3.exceptions import InsecureRequestWarning # 禁用安全请求警告requests.packages. ...

  7. Git之GitFlow工作流

    一. GitFlow 介绍 1.1 什么是 GitFlow GitFlow 是一种 Git 工作流,它是团队成员遵守的一种代码管理方案 . 1.2 GitFlow 常用分支说明 分支名称 分支说明 P ...

  8. Django的settings文件部分源码分析

    Django的settings文件部分源码分析 在编写Django项目的过程中, 其中一个非常强大的功能就是我们可以在settings文件配置许多选项来完成我们预期的功能, 并且这些配置还必须大写, ...

  9. OpenStack - keystone 问题 'NoneType' object has no attribute 'service_catalog'

    'NoneType' object has no attribute 'service_catalog' 报错 编辑:/etc/keystone/keystone-paste.ini 在[pipeli ...

  10. < AlexNet - 论文研读个人笔记 >

    Alexnet - 论文研读个人笔记 一.论文架构 摘要: 简要说明了获得成绩.网络架构.技巧特点 1.introduction 领域方向概述 前人模型成绩 本文具体贡献 2.The Dataset ...