Offtopic Reading k 25. výročí schválení doporučení ITU-T T.81

1. JPEG

4. 1980 videotex

5. 1980 videotex
listopad 1986 ISO a CCITT vytvářejí skupinu JPEG
listopad 1986 14 technik (1. meeting JPEG)
březen 1987 12 technik (2. meeting JPEG)

6. 1980 videotex
listopad 1986 ISO a CCITT vytvářejí skupinu JPEG
listopad 1986 14 technik (1. meeting JPEG)
březen 1987 12 technik (2. meeting JPEG)
1987 objevuje se orthogonální verze DWT
leden 1988 závěrečný meeting (vybrána ADCT)
1989 návrh standardu
1989 vynalezen World Wide Web
říjen 1991 uvolněna otevřená knihovna libjpeg
18. září 1992 JPEG schválen jako doporučení ITU-T T.81
1993 JPEG schválen jako standard ISO/IEC 10918-1
červen 1998 JPEG-LS schválen jako doporučení
srpen 2002 JPEG 2000 schválen jako doporučení

7. YCbCr
transformace RGB


Y
Cb
Cr

 =


0
128
128

 +


+0,299 +0,587 +0,114
−0,16875 −0,33126 +0,5
+0,5 −0,41869 −0,08131

 ·


R
G
B



8. Podvzorkování
Y vs. Cb, Cr
člověkem nepozorovatelné
blok, makropixel
J:a:b, 4:4:4, 4:2:2, 4:1:1, 4:2:0
centroidy
4:4:4 4:2:2
4:1:1 4:2:0

9. DCT (diskrétní kosinová transformace)

10. enkodér
DCT kvantizace
kvantizační
tabulka
tabulka
kódů
RLE
Huffmanův
kodér
vstupní
obrazový
kanál
komprimovaný
tok dat

11. význam koeficientů
DC
(a) Směry hran (b) Frekvence (c) Bázové funkce
kvantování, kvantizační tabulka (parametr JPEGu)
Sq
v,u = round(Sv,u/Qv,u)

12. kvantizační tabulky
16 11 10 16 124 140 151 161
12 12 14 19 126 158 160 155
14 13 16 24 140 157 169 156
14 17 22 29 151 187 180 162
18 22 37 56 168 109 103 177
24 35 55 64 181 104 113 192
49 64 78 87 103 121 120 101
72 92 95 98 112 100 103 199
17 18 24 47 99 99 99 99
18 21 26 66 99 99 99 99
24 26 56 99 99 99 99 99
47 66 99 99 99 99 99 99
99 99 99 99 99 99 99 99
99 99 99 99 99 99 99 99
99 99 99 99 99 99 99 99
99 99 99 99 99 99 99 99

13. kódování koeficientů
blokový efekt
linearizace zig-zag, nulové více ke konci, EOB
DC zapsán rozdílově
AC pomocí RLE předcházejících nul
následně arit. nebo Huff. kódování (5–10 %)
Huffman: tabulky pro DC a AC koeficienty

14. kontejnery
JIF, JFIF, Exif, SPIFF
datový tok, big endian
rozdělen do segmentů, max. 65 535 B
segment uvozen markerem 0xff + 0x01 až 0xfe
markery: APP0 (hlavička JFIF), APP1 (Exif), SOF0 (začátek
obrázku v základním režimu), SOS (začátek komprimovaných
dat), RSTm (restartovací značky), DHT (definice Huffmanových
tabulek), DQT (definice kvantizačních tabulek)
JIF rozšířen na JFIF a Exif (nekompatibilní), JFIF+Exif
náhledy, metadata (model fotoaparátu)
Exif: TIFF (náhled JFIF)
SPIFF se neujal

15. zajímavosti
lapped DCT
dekomprese v 1/8..7/8 rozlišení
rozdílná kvantizace, možnost ROI
bezeztrátové transformace (jpegtran) – ořez, rotace, překlopení
postprocessingové filtry (deblocking)

16. zajímavosti

17. zajímavosti: ringing

18. nové transformace
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
34 dB 36 dB 38 dB
BPP
PSNR [dB]
DCT
DChT
LDCT
CDF 9/7
60
65
70
75
80
85
90
95
100
0 1 2 3 4 5 6
SSIM[%] BPP
DCT
DWT 9/7
LDCT
SMRT
DChT
WHT

19. JPEG vs. JPEG 2000
kvalita/kompresní poměr, 108:1
Obrázek: originál, JPEG 2000, JPEG

20. JPEG vs. JPEG 2000
odolnost vůči chybám
Obrázek: JPEG, JPEG 2000

21. srovnání
Lenna
0
15
30
45
60
75
0 3 6 9 12 15
SSIM/dB
bits per pixel
JPEG
JPEG 2000
JPEG XR
WebP

22. kam dál?
video: predikce z okolních bloků, Chroma From Luma
transformace: hierachická DCT, DWT, X-lety
zajímavé odkazy
https://people.xiph.org/~xiphmont/demo/
https://xooyoozoo.github.io/yolo-octo-bugfixes/
http://www.imagecompression.info/lossy/
https://jpeg.org/