Обзор инструментов для сжатия изображений. Программы и онлайн-сервисы для сжатия jpg файлов

Самым узнаваемым «графическим» форматом, с которым успешно работают все операционные системы, девайсы и приложения, является JPG. Он хорошо сжимает данные, поэтому файлы JPEG обычно имеют незначительный «вес» (Мб или Гб). Но как бы качественно не выполнялось сжатие, а при высоких характеристиках изображения величина цифрового объекта будет существенной. А это затрудняет и передачу файла, и его хранение, и работу с ним. Проблемы решаются посредством уменьшения его размера. Выясним, что необходимо сделать, чтобы уменьшить размер файла jpg, и будет ли иметь эта операция последствия.

Способы уменьшить размер данных в формате JPG

Применяемое к графическим объектам слово «размер» имеет два значения - габариты изображения в пикселях (ширина и высота) и объем в Мб, Гб. Отсюда и два способа уменьшить габариты графического объекта:
Физический метод
Уменьшение габаритов самой картинки. Предположим, у пользователя есть изображение с размером в пикселях 1024×768. Это большая картинка, но ее можно физически «урезать» с помощью встроенных в Windows 10 сервисов или сторонних программ. Метод позволяет удалить не несущие важной информации пиксели (обычно это фон), вырезав только важную область. Ширина и высота изображения в пикселях становится меньше, например, 650×370, а качество сохраняется.

Сжатие файла
Технически сложный процесс снижения «веса» картинки (Мб или Гб), при котором велика вероятность потери качества изображения. Механизм сжатия (квантование) действует так - находит одинаковые или близкие по характеристикам зоны и замещает их своеобразным эталоном. Например, изображение имеет 23 одинаковых по цвету пикселя. При сжатии они заменяются на один большой «усредненный» пиксель. Из-за этого на фото появляются размытые и нечеткие области, эффекты переходов и прочие дефекты.

Если изображение имеет большое число схожих пикселей, то процесс сжатия кадра будет качественным (то есть «вес» фото в 4 Гб, например, сократится до 1.3 Гб). Но при этом качество самой картинки станет очень низким. Если же одинаковых пикселей мало, то «вес» фото фактически не уменьшится, но зато и качество не пострадает.

Важно! Для редактирования размеров файла существует множество программных продуктов. Но большинство сайтов в сети Интернет предлагает пользователям использовать Paint. Функционал встроенного в Windows 10 инструмента слишком мал и неэффективен, чтобы выполнить редактирование качественно. Поэтому лучше Paint не использовать. Существуют иные способы.

Photoshop - лучший инструмент для работы с графикой

Программный продукт рассчитан на опытных пользователей, но такие простые задачи как уменьшение размера картинки в формате JPG может с его помощью выполнить и новичок. Программу нужно скачать в сети и установить на ПК. Инсталляция софта стандартная. После установки компьютер лучше перезагрузить. Дальше для сжатия размера jpg нужно действовать так:
Затем выполнить сохранение объекта. С помощью Photoshop можно уменьшить и вес файла. Процедура выполняется также

в меню «Файл» (File) выбрать «Сохранить для web» (Save for web);
в новом окне выбрать в горизонтальной панели 2 или 4 варианта;
определиться с вариантом сжатия по качеству изображения;
выделить его, кликнув мышью;
нажать «Сохранить» (Save).

Важно! Зачастую требуется уменьшить и физический размер, и вес объекта. Тогда рекомендуется начинать со второй инструкции для Photoshop. В окне выбора лучшего варианта снизу справа есть блок и для редактирования ширины, высоты картинки.

Сжатие с помощью программы Caesium

Более простой, но менее функциональной программкой является Caesium. Она стандартным образом устанавливается на ПК и имеет очень дружелюбный интерфейс. Чтобы отредактировать объект, запускают программный продукт, выполняют следующие действия:

Скачиваем установочный файл с официального сайта :

Данная программа сохраняет пропорции изображения, поэтому дополнительных операций по редактированию делать не нужно.

File Optimizer - одновременное сжатие нескольких фотографий

Это тоже установочный файл. Его придется скачать и установить на ПК. Инсталляция стандартная. Программка с максимально простым функционалом, но англоязычным интерфейсом. Используют ее так:

Утилита удобна тем, что позволяет одновременно оптимизировать размеры сразу нескольких файлов. Чем их больше включено в процесс, тем он дольше длится.

Удобные онлайн-сервисы

На просторах Интернет можно встретить множество ресурсов, сжимающих фото и картинки в формате JPEG в режиме онлайн. Но доверять стоит не всем, поскольку действительно качественно (с сохранением четкости рисунка) эту процедуру выполняют лишь немногие. Среди них:
Наиболее продвинутым и удобным для начинающих редакторов будет первый в списке ресурс. У него англоязычный интерфейс, но интуитивно-понятная рабочая панель, поэтому сложностей не возникнет. Все, что нужно сделать, - нажать на иконку загрузки рядом с Пандой и дождаться сжатия. На этом ресурсе процедура выполняется с сохранением качества изображения.

Какой же из способов выбрать? Все зависит от дальнейших действий и частоты выполнения данной операции. Если сжатие проводится часто, тогда имеет смысл установить мощную программу с обширным функционалом для редактирования изображений. В противном случае нагружать ОС лишними программными продуктами, которые в конечном итоге займут все свободное пространство жесткого диска, не стоит.

Многим неоднократно доводилось сталкиваться с такой проблемой: понащелкали фотографий и непонятно, куда деть такие объемы данных. Современные камеры имеют высокое разрешение, и зачастую используют именно их. В результате картинки, даже сохраненные в сжатом формате, имеют большой размер. Такое ни по почте не отправить, ни на диске не сохранишь. Что делать с такими хранилищами картинок, расскажем в этой статье.

Современные картинки, фильмы и музыка хранятся в форматах, которые очень существенно сжимают исходный материал. При этом они, основываясь на особенности человеческого восприятия, допускают некоторое отхождение от оригинала. Все фотографии, снятые камерой, сохраняются в растровом формате попиксельно. Размеры файлов при этом получаются огромными . Например, картинка разрешением 2880×1620 пикселей без применения сжатия может занимать 18 Мб. И это не предел для камер даже обычных смартфонов.

Фотографии состоят из большого количества цветовых участков, имеющих плавные переходы от одного к другому. При этом число оттенков цвета может достигать нескольких миллионов. Вполне допустимо соседние пиксели в перепадах градиентов заменить близкими к ним по цвету. Именно на этом основывается большинство алгоритмов сжатия, допускающих незначительные потери исходных данных. На глаз это не будет заметно , а вот сам файл позволит уменьшить в размере существенно.

Одним из самых распространенных форматов на сегодняшний день является jpeg, основанный на алгоритме Хаффмана. Jpeg является аббревиатурой от фразы «joint photographic experts group». Все файлы, по сути, являются контейнерами и могут иметь расширения: jpg, jpeg. У этого алгоритма есть параметр, который позволяет просто задать качество изображения, допускающий определенный процент потерь. Так, для вышеуказанной картинки даже при сохранении качества на уровне 97% размер уменьшится в несколько раз.

Уменьшение качества изображения

Раз уж зашел разговор о качестве и потерях, то необходимо точнее объяснить, что это такое. Вот если взять кодовое слово-пароль, состоящее из нескольких букв, то тут потери нельзя допустить. Каждая буква имеет смысл. Такие данные нельзя сохранять алгоритмами типа jpeg. Но картинки с плавными переходами, которые оцениваются не техникой, а просто человеческим глазом, могут быть заменены. Миллионы оттенков цветов нашему глазу незаметны. Следовательно, ухудшения для визуального восприятия не возникнет при небольших потерях качества. Чем больше будет отхождение от оригинала , тем заметнее будет становиться разница.

Как сжать файл jpg и на каких уровнях стоит остановиться, чтобы не потерять в качестве, ответит следующий список. Границы указаны не четко, а как диапазоны. Выше диапазона качество лучше, ниже - хуже:

Артефактами называются незначительные вкрапления на изображении, когда некоторые градиенты цветовых переходов смешиваются неестественным образом. Например, на зеленом листочке вглубь врезается синева неба. «Кубики» обнажают принцип работы алгоритма. Пиксели собираются в группы и усредняются по оттенку при использовании jpeg сжатия. Чем больше процент потери качества установить, тем крупнее будут такие блоки. Картинка будет похожа на мозаику , собранную из крупных блоков.

Уменьшение разрешения

Данный способ приходит самым первым в голову. Все помнят из курса школьной математики, что если изменить линейный размер четырехугольника в 2 раза по каждой из сторон, то площадь уменьшится в 4 раза. Для сжатого изображения будет иметь еще дополнительный кумулятивный эффект . Не всегда и не все изображения стоит хранить в исходном разрешении. Вполне допустимо изменить размер до разрешающей способности монитора или экрана смартфона.

Программы для сжатия

Практически все программы, предназначенные для редактирования и просмотра изображений, могут выполнять простые операции по изменению размера и сохранению в формат с заданными параметрами. Разумеется, с форматом jpeg работать умеют практически все.

Paint

Это очень простое средство доступно всем пользователям Windows. Оно есть в каждой инсталляции операционной системы. Его очень часто недооценивают, хотя Paint может не только изменять размеры картинки, но и сохранять их в различные форматы из базового набора: jpg, bmp, png, gif, tiff. Также в нем доступны некоторые инструменты для редактирования, которыми лет 15 тому назад могли похвастаться только хорошие графические редакторы.

К сожалению, изменить качество изображения в нем нельзя, он всегда выполняет сохранение на уровне 86%. Это приемлемо, но поменять его нельзя. А вот размер изменить можно простой последовательностью операций. Необходимо выбрать действие «изменить размер», которое доступно в панели инструментов. В появившемся окне можно выбрать размер картинки в пикселях или в процентах от текущего.

Лучше выбирать размеры кратные, делению сотни на целые числа. Тогда алгоритм легко сожмет соседние пиксели до одного. При выборе 50% по каждому из направлений , целевой пиксель будет средним от 4 соседних в исходном. При таком сжатии, размер файла может уменьшиться в 2,5−3 раза. Если не хочется делать лишние щелчки мышкой, то можно выполнить такую последовательность операций с клавиатуры:

«Win + R» - выполняется вызов командной строки;
«mspaint + Enter» - вызывается сам редактор;
«Ctrl + W» - вызывается окно изменения размера;
«Tab + 50 + Tab + Tab + 50 + Enter» - задаются новые размеры изображения;
«Ctrl + S» - картинка сохранена.

Разумеется, если исходный формат был не jpeg, то следует выбрать вместо последнего действия другой пункт меню и сохранить фотографию в новом формате. Такое правило стоит запомнить на случай, если потребуется сохранить 2 или 3 картинки сразу, а время терять на щелчки мыши не хочется.

Photoshop

Разумеется, апологета в мире современной обработки растровых изображений обойти в таком обзоре нельзя. Photoshop позволяет выполнить эти примитивные действия и задать размер и качество изображения картинки для формата jpeg. Пользоваться специально этим пакетом для такой работы равносильно стрельбе из пушки по воробьям. Но если он уже установлен, то его вполне логично применить.

Размер

В открытом приложении нужно выбрать пункт меню «Изображение». В появившемся вплывающем окне щелкнуть на «Размер изображения». Если нет желания водить курсором по экрану, то можно выполнить следующую последовательность действий с клавиатуры: нажать на кнопки «Ctrl + Alt + I». В появившемся окне можно задать не только размер изображения в пикселях или сантиметрах, но и задать способ интерполяции. Последнее определяет то, насколько грубо будут выполняться эффекты сглаживания и размытости.

Качество

Эта функция в Photoshop реализована намного интереснее. Для вызова соответствующего окна следует выбрать в линейке меню пункт «Файл», а в нем раздел «Сохранить для Web». Комбинация кнопок на клавиатуре такая: «Alt + Shift + Ctrl + S». Появится окно в котором можно выбрать различные варианты сжатия. Но для этого вначале выбирается формат jpeg в списке, расположенном слева сверху. Еще здесь можно задать размер изображения. Есть еще несколько пунктов, которые позволят создать дополнительные эффекты: размытие, матовый эффект.

Кроме параметров редактирования, Photoshop позволяет сразу увидеть, каким будет изображение после применения изменений. Есть несколько окон, в которых предварительно показывается выбранный участок картинки. Можно на глаз оценить , устраивает ли целевая фотография или нужно изменить параметры качества изображения. Разумеется, размер файла можно узнать только после сохранения. Более гибкая настройка позволяет получить меньший размер файла.

Пакетная обработка

Иногда бывает нужно изменить размер не одной только картинки, а сразу целой подборки. С выезда на природу, например. В этом случае может потребоваться средство, с помощью которого можно задать сразу параметры для всей группы фотографий. Выполнить всю работу при этом хочется просто одним нажатием кнопки. Наиболее известными примерами программ , которые поддерживают такой функционал, являются: ACDSee, XnView, MovAvi. У всех этих программ есть ряд особенностей:

наличие режима просмотра изображений в виде миниатюр в папке (размер картинок можно задавать отдельно);
наличие групповых функций в режиме просмотра папки, вызываемых через систему меню;
предварительный просмотр выбранного изображения в отдельном фрейме основного окна программы.

XnView

Вначале выбирается папка с изображениями в интерфейсе программы. После перехода сразу отображаются файлы с картинками в виде пиктограмм. С помощью мышки следует выделить нужные изображения. Если файлы находятся в разных местах в пределах папки, то комбинацией «Ctrl + левая кнопка мыши» можно выбрать несколько файлов. Сразу все фотографии в папке выбираются стандартным сочетанием «Ctrl + A».

Размер

После выбора нескольких файлов следует нажать на правую кнопку мыши и из всплывающего меню выбрать пункт «пакетная обработка». Этот же пункт доступен в меню «инструменты» стандартного окна XnView. В появившейся форме появляется целый набор операций, которые можно выполнить над изображением. В их число входит не только изменение размера, но и поворот, который также может быть полезен любителям снимать вертикальные фото. Действие «изменение размера» добавляется нажатием на кнопку «добавить».

Размер можно задать как в пикселях, так и в процентном соотношении. Не стоит забывать про удобную функцию «сохранять пропорции». Она может быть полезна, если рука дрогнула и числа по вертикали и горизонтали окажутся различными. Кнопка «выполнить» приведет к процессу преобразования, который может занять некоторое время. Все исходные файлы при этом будут заменены, поэтому следует рабочие картинки копировать в отдельную промежуточную папку.

Качество

Качество в XnView меняется таким же образом, как и размер. Только для этого следует выбрать функцию «преобразовать в». Последняя приведет к появлению окна, в котором следует выбрать формат целевых файлов. После выбора формата появятся соответствующие настройки. Для jpeg это будет процент качества. Сохранение выполняется также в исходные файлы.

Работа в MovAvi

Редактор этого производителя интересен тем, что выполняет пакетную обработку файлов. К тому же в линейку продуктов входит еще и целый ряд приложений со схожим интерфейсом. Для пакетной обработки файлов достаточно из папки в проводнике перетащить нужные объекты в рабочую область программы. Фотографии можно добавить и через меню «файл» в самой программе.

После добавления файлов справа в рабочей области программы появится редактор параметров изображений. Затем следует выбрать вкладку «формат и качество» . Здесь можно задать качество целевых файлов jpeg. Ползунком можно взять произвольное значение на глаз. На вкладке «размер» задаются новые геометрические размеры. После завершения редактирование параметров, следует нажать на кнопку «экспорт». Все файлы будут сохранены в целевой папке.

Сжатие jpg с помощью онлайн-сервисов

В современном мире доступ к сети Интернет имеет практически каждый. При этом скорости подключения к ресурсам постоянно растут. Совсем нет необходимости держать полный программный арсенал на все случаи жизни. Такое простое действие, как выполнение базовых действий по обработке фотографий можно передать централизованным сервисам.

Хотя каналы связи обладают достаточной пропускной способностью, она все же ниже скорости дисковых операций. Но единичная обработка вполне оправдывает средства: не нужно ничего устанавливать на компьютер, а достаточно просто набрать адресную строку в браузере и сделать пару простых действий.

Tinyjpg.com

Сразу после открытия страницы этого сервиса будет отображена картинка с пандой. В центре экрана есть область, на которую можно перетащить файлы из обычного проводника в локальной системе. Незарегистрированные пользователи могут одновременно загрузить не более 20 картинок суммарным размером меньше 5 Мб. Результат работы можно закачать как одним файлом (в виде архива), так и каждым по отдельности.

Imgonline.com.ua

В самом начале страницы дается краткое описание самого процесса сжатия картинок. Это помогает сориентироваться тем, кто не читал эту статью. Процесс разбит на несколько этапов:

На ресурсе наглядно демонстрируется то, на что влияет изменение уровня качества картинки. Несколько изображений отображают соответствующую матрицу. Список под ними перечисляет примерный выигрыш в размере файла. Можно сразу оценить результат работы. Выбор качества в диапазоне 97% практически не исказит изображение.

Старый добрый JPEG, несмотря на массу неоспоримых достоинств, все же имеет и существенные ограничения. Снять их был призван новый метод сжатия изображений, разработки которого велись уже давно. Теперь, когда JPEG2000 стал официально признанным форматом, это должно послужить началу его активной поддержки различными производителями ПО.

Наверняка многих работающих с графикой на компьютере интересует вопрос: а как удается изображение, занимающее весьма впечатляющий объем в памяти ПК, втиснуть в гораздо меньший размер на диске? Помнится, на заре своей издательской деятельности слово «компрессия» для меня было таким загадочным и удивительным… В самом деле, каким образом происходит сжатие изображений — ведь без него сейчас немыслимо представить ни Сеть, ни цифровую фотографию, ни цветную полиграфию?

Итак, сжатие. Оно может как приводить к потере качества, так и не приводить. Последний случай — это такие методы, как RLE (Run Length Encoding, кодирование длин серий, в результате которого образуются пары типа (skip , value , где skip — это число подряд идущих нулей, а value — следующее за ними значение) и LZW (компрессия методом Lempel-Ziff-Welch), реализованные в форматах PSD, GIF и TIFF. Широко используются они и архиваторами типа RAR и ZIP. Средняя степень компрессии сжатия без потерь — 2-3 раза.

Если нужно сжать изображение сильнее, без потери качества не обойтись. Каковы принципы? Во-первых, любое изображение содержит определенную избыточность, удаление которой не приведет к заметному изменению качества картинки. Во-вторых, человеческий глаз более восприимчив к изменениям яркости, нежели цвета. Поэтому для разных каналов изображения применяются различные степени сжатия — информация теряется, но визуально это не заметно. Кроме того, чувствительность глаза к мелким элементам изображения невелика, что позволяет без ущерба для качества их удалить. Так можно сжимать изображение (даже если ухудшение качества становится уже заметным) вплоть до приемлемого порога. Степень деградации качества определяется для каждого конкретного случая. Для полиграфии допустимы лишь минимальные искажения, а для размещения в Интернете (в зависимости от предназначения) — гораздо большие.

Наибольшую популярность среди методов компрессии с потерями получил JPEG, который даже при тридцатикратном сжатии сохраняет достаточное качество картинки. Кстати, в большинстве современных методов сжатия данных (например, Layer-4, известный как mp3, а также MPEG) реализованы механизмы, аналогичные JPEG. Давайте познакомимся поближе с этим форматом, тем более что не так давно была окончательно утверждена его новейшая реализация JPEG2000, в которую вошли все дополнения, внесенные в JPEG/MPEG за десять лет его развития.

JPEG

Название алгоритма компрессии — аббревиатура от Joint Photographic Expert Group, инициативной группы, образованной из экспертов ITU (International Telecommunication Union) и ISO (International Organization for Standartization). Именно поэтому в ее названии присутствует приставка Joint. В 1992 г. JPEG был объявлен международным стандартом в области графических изображений.

При компрессии методом JPEG качество теряется всегда. При этом всегда есть выбор: отдать предпочтение качеству в ущерб объему (размер файла сожмется приблизительно в три раза) или же наоборот, добиться минимального размера изображения, при котором оно еще останется узнаваемым (степень компрессии может достигать 100). Сжатие, при котором различие в качестве между получающимся изображением и оригиналом еще остается незаметным, дает 10-20-кратное сокращение размера файла.

Область применения

JPEG лучше всего компрессирует полноцветные и монохромные изображения фотографического качества. Если же требуется сохранить картинку с индексной палитрой, то сначала она конвертируется в полноцветную. При компрессии методом JPEG нужно иметь в виду, что все зависит от характера изображений: гораздо меньший объем будут занимать те, где изменения цвета незначительны и нет резких цветовых переходов. JPEG применяется всюду, где нужно хранить фотоизображения: в цифровых фотоаппаратах, полиграфии (EPS DCS 2.0), немыслим без него и Интернет.

Существует несколько разновидностей JPEG-компрессии, мы же рассмотрим только две из них, использующиеся в стандартном пакете для работы с растровыми изображениями Adobe Photoshop, — baseline и progressive . Два других способа — ariphmetic и loseless — экзотика, в силу ряда причин не получившая широкого распространения.

Как происходит сжатие

1. Первый этап заключается в конвертировании цветовой модели изображения (обычно RGB) в модель, где яркостная и цветовая составляющие разнесены (например, YCbCr или YUV), что позволяет оптимально подойти к выбору степеней компрессии для каждого канала (с учетом особенностей восприятия глазом). Преобразование происходит следующим образом:

Y = 0,299xR+0,587*G+0,114xB Cb = (B-Y)/0,866/2+128 Cr = (R-Y)/0,701/2+128

2. На следующем этапе происходит т. н. префильтрация , при которой соседние пиксели отдельно в каждом из каналов Cb и Cr группируются попарно в горизонтальном и вертикальном направлениях, а яркостный канал Y оставляется без изменений. После этого вся группа из четырех пикселов получает усредненное значение соответствующих компонент Cb и Cr. Для краткости такую схему можно обозначить как 4:1:1 (такая же форма представления принята в DRAW — окно экспорта в jpeg). С учетом того, что каждый пиксел кодируется 3 байтами (по 256 уровней для каждого из трех каналов), в результате объем данных автоматически сокращается в 2 раза (вместо 12 байт для передачи 4 пикселов достаточно передать всего 4+1+1 = 6 байт). С точки зрения математики такое преобразование приводит к существенной потере информации, но человеческий глаз потери не воспринимает, поскольку в обычных фотографических изображениях присутствует существенная избыточность.

3. Полученная информация, прошедшая стадию первичной «очистки», отдельно в каждом канале снова группируется в блоки, но уже размером 8x8, после чего для них применяется основное сжатие — т. н. дискретное косинусное преобразование , для краткости — DCT (discrete cosine transform). В результате информация о распределении яркости пикселов преобразуется в другой вид, где она описывается распределением, основанном на частоте появления той или иной яркости пикселов. DCT имеет ряд преимуществ перед другими преобразованиями (например, перед преобразованием Фурье), обеспечивая лучшее восстановление информации.

Вместо массива из 64 значений (8x8 пикселов) для каждого блока, из которых состоит изображение, мы получаем массив из 64 частот. Рассмотрим работу DCT на примере. Допустим, яркость пикселов в одном блоке нашего изображения имеет вид, представленный на рис. 1 слева, тогда результат преобразования будет таким, как показано справа.

Несмотря на значительную точность, некоторая потеря информации на данном этапе все же происходит — именно поэтому JPEG всегда приводит к потере качества. Основная цель преобразования — выяснить общую картину распределения крупных (на рисунке — сверху слева) и мелких (внизу справа) объектов, что пригодится потом, при устранении малозначимой информации.

4. Следующий этап — удаление малозаметной глазу информации из блока, или квантование (quantization). Все составляющие делятся на различные коэффициенты, определяющие значимость каждой из них для качественного восстановления исходного изображения, и результат округляется до целого значения. Именно эта процедура вносит наибольшие потери качества, снижая конечный объем изображения. Высокочастотные составляющие квантуются грубо, а низкочастотные — точнее, поскольку наиболее заметны. Дабы несколько сгладить понижение качества, в канале яркости используются меньшие коэффициенты деления, чем в каналах цветности. Но чаще (это делается для ускорения расчетов) вместо специально подобранных значений берется всего одно — то, которое вводит пользователь при выборе степени компрессии.

Вот, например, как выглядит окно Photoshop при сохранении изображения c помощью операции Save for web, где параметр Quality (вернее, производная от него) — тот самый коэффициент округления (рис. 2).

В результате квантования получается набор составляющих, по которым исходное изображение восстанавливается с заданной точностью (рис. 3).

На рис. 4 показан результат восстановления черно-белого квадрата соответственно одной, четырьмя и пятнадцатью составляющими.

5. После выполнения основной работы по сжатию изображения дальнейшие преобразования сводятся к второстепенным задачам: оставшиеся составляющие собираются в последовательность таким образом, чтобы сначала располагались отвечающие за крупные детали, а потом — за все более мелкие. Если посмотреть на рисунок, то движение кодировщика похоже на зигзагообразную линию. Этап так и называется — ZigZag (рис. 5).

Затем получившаяся последовательность сжимается: сначала обычным RLE, затем методом Хаффмана.

6. И наконец, чисто техническая стадия — данные заключаются в оболочку, снабжаются заголовком, в котором указываются все параметры компрессии с тем, чтобы изображение можно было восстановить. Впрочем, иногда в заголовки не включают эту информацию, что дает дополнительный выигрыш в компрессии, однако в этом случае нужно быть уверенным, что приложение, которое будет читать файл, о них знает.

Вот, в общем, и все преобразования. А теперь давайте подсчитаем, какая компрессия была достигнута в нашем примере. Мы получили 7 значений, по которым восстановится первоначальное изображение размером 8x8. Итак, компрессия от применения DCT-преобразования в обоих каналах цветности составила 8x8/7 ≈ 9 раз. Отведем на канал яркости не семь, а 11 коэффициентов, что даст 8x8/11 ≈ 6. Для всех трех каналов получится (9+9+6)/3=8 раз. Снижение качества при «прореживании» изображения, произошедшего на второй стадии, дает дополнительно двойной прирост (схема 4-1-1, учитывающая особенности кодирования яркостной составляющей), что даст итоговый результат — 16 раз. Это грубый подсчет, не учитывающий некоторых аспектов, но отражающий реальную картину. Чтобы получить тридцатикратное сокращение размера файла, нужно оставить всего 3-4 составляющие.

Процесс восстановления изображения протекает в обратном порядке: сначала составляющие умножаются на значения из таблицы квантования, и получаются приблизительные коэффициенты для обратного косинусного преобразования. Чем лучшее качество выбрано при компрессии, тем степень приближения к оригинальным коэффициентам выше, а значит, изображение восстановится более точно. Остается добавить лишь одно действие: перед самым завершением внести некоторые корректировки (шум) в граничные пиксели из соседних блоков, чтобы убрать резкие перепады между ними.

Недостатки JPEG

Невозможность достичь высоких степеней сжатия за счет ограничения на размер блока (только 8x8).
Блочность структуры на высоких степенях компрессии.
Закругление острых углов и размывание тонких элементов в изображении.
Поддерживаются только RGB-изображения (использовать JPEG для CMYK-изображений можно только в формате EPS через DCS).
Изображение нельзя отобразить до тех пор, пока оно не загрузится полностью.

С тех пор, как JPEG был утвержден в качестве стандарта, прошло уже десять лет. За это время группы исследователей предложили ряд существенных дополнений в первоначальный вариант, которые вылились в конце прошлого года в появление нового стандарта.

JPEG2000

С 1997 г. были начаты работы, направленные на создание универсальной системы кодирования, которая снимала бы все ограничения, накладываемые JPEG, и могла эффективно работать со всеми типами изображений: черно-белыми, в градациях серого, полноцветными и многокомпонентными, причем независимо от содержания (будут ли это фотографии, достаточно мелкий текст или даже чертежи). В его разработке принимали участие наряду с международными стандартизирующими организациями такие гранды промышленности, как Agfa, Canon, Fujifilm, Hewlett-Packard, Kodak, LuraTech, Motorola, Ricoh, Sony и др.

Поскольку новый алгоритм претендовал на универсальный, ему дополнительно ставилась задача использования различных способов передачи данных (в реальном режиме времени и при узкой полосе пропускания), что особенно критично в мультимедийных приложениях, например, в реал-трансляциях через Интернет.

Основные требования, предъявляемые к формату JPEG2000:

Достижение повышенной по сравнению с JPEG степени компрессии.
Поддержка монохромных изображений, что позволит применять его для компрессии изображений с текстом.
Возможность сжатия вообще без потерь.
Вывод изображений с постепенным улучшением детализации (как в progressive GIF).
Использование в изображении приоритетных областей, для которых качество может устанавливаться выше, чем в остальной части изображения.
Декодирование в реальном режиме времени (без задержек).

Принцип сжатия

В качестве основного механизма компрессии в JPEG2000, в отличие от JPEG, используется волновое (wavelet) преобразование — система фильтров, применяемых ко всему изображению. Не вдаваясь в детали компрессии, отметим лишь основные моменты.

Сначала точно так же, как и для JPEG, происходит конвертирование изображения в систему YCrCb, после чего — первичное удаление избыточной информации (путем уже известного объединения соседних пикселей в блоки 2x2). Затем все изображение делится на части одинакового размера (tile), над каждой из которых независимо от других и будут происходить дальнейшие преобразования (это снижает требования к объему памяти и вычислительным ресурсам). Далее каждый канал проходит фильтрацию низкочастотным и высокочастотным фильтрами отдельно по строкам и по рядам, в результате чего после первого прохода в каждой части формируются четыре более мелких изображения (subband). Все они несут информацию об исходном изображении, но их информативность сильно отличается (рис. 6).

Например, изображение, полученное после низкочастотной фильтрации по строкам и рядам (вверху слева), несет наибольшее количество информации, а полученное после высокочастотной — минимальное. Информативность у изображений, полученных после НЧ-фильтрации строк и ВЧ для столбцов (и наоборот), средняя. Наиболее информативное изображение опять подвергается фильтрации, а полученные составляющие, как и при jpeg-компрессии, квантуются. Так происходит несколько раз: для сжатия без потерь цикл обычно повторяется 3 раза, с потерями — разумным компромиссом между размером, качеством и скоростью декомпрессии считается 10 итераций. В результате получается одно маленькое изображение и набор картинок с мелкими деталями, последовательно и с определенной точностью восстанавливающих его до нормального размера. Очевидно, что наибольшая степень компрессии получается на крупных изображениях, поскольку можно установить большее количество циклов.

Практическая реализация

С тех пор, как были заложены основы компрессии методом JPEG2000, ряд компаний разработал достаточно эффективные алгоритмы ее реализации.

Среди крупных разработчиков ПО можно отметить Corel (кстати, она одна из первых внедрила в свои пакеты поддержку формата wi, основанного на волновых преобразованиях, за что ей честь и хвала) — все изображения, поставляемые на компакт-дисках с пакетом CorelDRAW вплоть до девятой версии, сжимались именно таким способом.

Позже к ней подтянулась и Adobe. Часть идей, заложенных в JPEG2000, была применена разработчиками Photoshop 6 в виде продвинутых опций при сохранении изображения в формате JPEG (обычном, основанном на косинусном преобразовании). Среди них — прогрессивный JPEG (параметр Progressive в окне Save for Web). Этот алгоритм предназначен, главным образом, для систем реального времени и работает точно так же, как и прогрессивный GIF. Сначала появляется грубая копия изображения, состоящая всего из нескольких блоков большого размера, а со временем, когда подгружаются остальные данные, структура начинает просматриваться все четче, пока, наконец, конечное изображение не восстановится полностью. В отличие от GIF, такой алгоритм создает большую нагрузку на просмотрщик, поскольку ему придется полностью выполнять весь цикл преобразований для каждой передаваемой версии.

Из других дополнений отметим включение в файл нескольких JPEG-сжатых изображений с разной степенью компрессии, разрешением и даже цветовыми моделями. Соответственно, в Photoshop 6 появилась возможность выделять в изображении отдельные области и применять для них другие установки компрессии (Region-Of-Interest , впервые такой механизм был предложен еще в 1995 г.), используя более низкие значения в таблице квантования. Для этого задается требуемая область (например, в виде нового канала в изображении) и нажимается пиктограмма маски возле пункта Quality (Качество). В появившемся окне можно экспериментировать с изображением, передвигая ползунки, — готовый результат отображается на экране, позволяя быстро находить необходимый компромисс между качеством и размером.

Специализированные конверторы и просмотрщики

Поскольку стандартом не оговариваются конкретные реализации методов компрессии/декомпрессии, это дает простор сторонним разработчикам алгоритмов сжатия. В самом деле, можно использовать либо упрощенный алгоритм волнового преобразования и тем самым ускорить процесс компрессии или же, наоборот, применить более сложный и, соответственно, требующий больших системных ресурсов.

Специализированные решения от других компаний доступны в виде коммерческих разработок. Одни реализованы в виде отдельных программ (JPEG 2000 разработки Aware), другие — в виде дополнительных модулей для наиболее распространенных растровых редакторов (ImagePress JPEG2000 разработки Pegasus Imaging и модуль LEAD JPEG2000 от LEAD Technologies). На их фоне выделяется компания LuraTech, давно занимающаяся этим вопросом. Она продвигает свою технологию LuraWave в самодостаточном продукте LuraWave SmartCompress (доступна уже третья версия) и предлагает модули для Photoshop, Paintshop, Photopaint. Отличительная особенность — более высокая скорость работы (практически мгновенное преобразование) даже с картинками размером в несколько мегабайт. Соответственно и цена этого модуля самая высокая — 79 долл.

Чтобы просматривать JPEG2000-изображения браузерами, необходимо установить специальный модуль-просмотрщик (все разработчики предлагают его бесплатно). Вставка изображения в html-документ, как и любого plug-in, сводится к использованию конструкции EMBED (с дополнительными параметрами). Например, означает, что будет использоваться прогрессивный метод переда- чи изображения. То есть в нашем примере (файл размером 139 Кбайт) сначала передаются только 250 байт, на основании которых будет построено грубое изображение, затем, после дозагрузки 500 байт, изображение обновляется (так продолжается до достижения значения LIMIT).

Если вы захотите получить более качественное изображение, нужно выбрать пункт Improve из меню, всплывающего по правой кнопке (рис. 9). За четыре докачки все изображение будет загружено полностью.

Выводы

Итак, JPEG2000 объективно показывает лучшие результаты, чем JPEG только на высоких степенях сжатия. При компрессии в 10-20 раз особой разницы не заметно. Сможет ли он вытеснить или просто составить конкуренцию широко распространенному формату? В ближайшее время — вряд ли, в большинстве случаев соотношение качество/размер, обеспечиваемое JPEG, вполне приемлемо. А те 10-20% дополнительной компрессии, которые дает JPEG2000 при визуально одинаковом качестве, вряд ли приведут к росту его популярности.

Зато к новому формату проявляют пристальный интерес компании-производители цифро- вых камер, поскольку размеры светочувствительных матриц с каждым годом неуклонно увеличиваются, и помещать изображения в память становится все труднее. И вот тогда новый формат получит большее распространение, и кто знает, возможно, через какое-то время JPEG2000 сравняется с JPEG. Во всяком случае, Analog Micro Devices недавно выпустила специализированный чип, в котором компрессия/декомпрессия по новой технологии реализованы на аппаратном уровне, а министерство обороны США уже сейчас активно использует новый формат для записи фотоснимков, полученных со спутников-шпионов.

Факты и домыслы

1. JPEG теряет качество при открытии и повторном сохранении файла.

Неправда. Качество теряется только тогда, когда выбирается степень компрессии, меньшая, чем та, с которой изображение было сохранено.

2. JPEG теряет качество при редактировании файла.

Правда. При сохранении измененного файла все преобразования выполняются вновь — поэтому избегайте частого редактирования изображений. Это относится только к случаю, когда файл закрывается: если же файл остается открытым, причин для беспокойства нет.

3. Результат компрессии с одинаковыми параметрами в разных программах будет одинаков.

Неправда. Разные программы по-разному трактуют вводимые пользователем значения. Например, в одной программе указывается качество сохраняемого изображения (как, например, в Photoshop), в другой — степень его компрессии (обратная величина).

4. При установке максимального качества изображение сохраняется без каких-либо потерь качества.

Неправда. JPEG сжимает с потерями всегда. Но установка, например, 90% качества вместо 100% дает сокращение размера файла большее, чем воспринимаемое глазом ухудшение качества.

5. Любой файл JPEG можно открыть в любом редакторе, понимающем формат JPEG.

Неправда. Такую разновидность JPEG, как прогрессивный (progressive JPEG), некоторые редакторы не понимают.

6. JPEG не поддерживает прозрачность.

Правда. Иногда может казаться, что какая-то часть изображения прозрачна, но на самом деле ее цвет просто подобран так, чтобы он совпадал с цветом фона в html-странице.

7. JPEG сжимает лучше, чем GIF.

Неправда. У них разная область применения. В общем случае, типичная «гифовская» картинка после конвертирования в JPEG будет иметь больший объем.

JPEG2000 против JPEG

1. При двадцати-тридцатикратном сжатии JPEG2000 и JPEG дают приблизительно одинаковое качество (кстати говоря, Photoshop не может сжать обычную фотографию больше этого предела).

2. При большем сжатии качество JPEG2000 существенно выше, чем у JPEG, что позволяет без особых потерь сжимать до 50 раз, а с некоторыми потерями (речь идет об изображениях для Интернет) — до 100 и даже до 200.

3. При больших степенях компрессии в тех областях, где происходит плавное изменение цвета, изображение не приобретает характерную для простого JPEG блочную структуру. JPEG2000 также несколько размазывает и закругляет острые контуры — см. фотографии (рис. 7 и 8).

На нем представлены результаты компрессии тестового файла с разными степенями компрессии (слева — сохраненные в Photoshop в формате JPG, справа — в формате JPEG2000). Для изображения на рис. 7 были выбраны степени компрессии 20, 40, 70 и 145 (их можно явно указывать при сохранении в JPEG2000), степень сжатия JPG выбиралась из того расчета, чтобы размер файла был таким же, как после сжатия по JPEG2000. Как говорится, результаты налицо. Для чистоты был проведен второй эксперимент на изображении с более четкими деталями (со степенями компрессии 10, 20, 40 и 80). Преимущество опять же на стороне JPEG2000 (рис. 8).

4. Поскольку, по сути, в одном JPEG2000-файле хранятся копии с разным разрешени

ем, для тех, кто делает галереи изображений в Интернете, отпадает необходимость создавать для них thumbnails.

5. Особый интерес представляет компрессия без искажений (режим loseless). Так, тестовый файл при LZW-сжатии из Photoshop занял 827 Кбайт, а сжатый JPEG2000 — 473 Кбайт.

6. По сравнению с JPEG его более продвинутый тезка потребляет значительно больше системных ресурсов. Но существенно возросшая за последние пару лет мощь компьютеров позволяет успешно решать задачи сжатия изображений новым методом.

7. Отсутствие поддержки JPEG2000 в браузерах. Чтобы просматривать такие изображения, нужно скачать довольно большой дополнительный модуль (1,2 Мбайта).

8. Отсутствие бесплатного ПО для сохранения изображений в новом формате.

«МакЦентр»

Apple iPad Pro 2017

iPad Pro 2017, Pencil

Заключение: хотя по производительности новый планшет iPad Pro может конкурировать с ноутбуками, полностью заменить рабочие станции планшетами в издательском деле пока не получится. Однако появление полнофункциональных приложений для создания и обработки изображений позволяет дизайнерам, иллюстраторам и фотографам уже сейчас сделать своим основным рабочим инструментом iPad Pro с Apple Pencil. Главные недостатки планшета — традиционно высокая цена и всё ещё недостаточное внимание к нему со стороны разработчиков приложений.

Если перед вами встала задача, как уменьшить размер файла JPG, то давайте попробуем вместе разобраться в данной ситуации. Очень часто, размер изображения нужно уменьшить, для того, чтобы фотографии или картинки не занимали много места на диске. Многие пользователи, часто отправляют большое количество фотографий по электронной почте, но как правило, на всех почтовых серверах присутствует ограничение по объему информации в одном письме.

Из-за этого, многие люди не могут отправить изображения в электронном сообщении, тем самым впадают в ступор и не знают, как выйти из ситуации. Так же если вы грузите файлы изображений в облачный сервис или передаете по сети, то быстрее это будет происходить, если изображение будет иметь маленький вес. Поэтому, файлы необходимо уменьшать в размерах при этом постараться не испортить качество изображения.

JPEG (произносится «джейпег», англ. Joint Photographic Experts Group) – наиболее популярный растровый формат изображения. Файлы, которые содержат изображения имеют расширение JPG

Если обратить внимание, то названия многих графических изображений на вашем компьютере имеют вид («название фото».jpg или «название фото».jpeg). Расширение.jpg является самым популярным.

Файлы JPG прекрасно сжимаются как с потерей качества, так и без. Соответственно, все зависит от того, что хочет получить пользователь в конечном результате. Существует огромное количество программ и онлайн сервисов, для сжатия изображений. Поэтому, давайте рассмотрим, как уменьшить размер файла JPG, разными способами и программами. Для того, чтобы определить исходный вес изображения, нужно нажать на нем правой кнопкой мыши и выбрать «Свойства».

Как уменьшить размер изображения стандартными средствами Windows ?

Если изменять размер изображения вам приходится не часто, то для таких целей подойдет стандартная программа Paint. Её функционала будет достаточно для наших целей. Так Paint позволяет выполнять следующие функции:

Возможность добавить различный текст к изображению;
Заливка отдельных элементов;
Возможность обрезать ненужные фрагменты;
Вставка другого изображения и другое.

Если вы выполняете редактирование изображения, при этом добавляете новые элементы, то его размер будет меняться.

Для того, чтобы уменьшить размер файла jpg при помощи графического редактора Paint, следуем инструкции ниже.

Совет! Если изображение сильно большое, то можно выставить размер, 1024×768. Так же подбирайте правильное соотношение длины и ширины в противном случае изображение будет выглядеть не совсем корректно.

Как уменьшить размер файла JPG при помощи программ Microsoft Office.

Так как пакет программ MS Office установлен на большинстве компьютеров пользователей. То воспользуемся данным средством для редактирования размера файла JPG.

Обратите внимание! В составе вашего пакета Microsoft Office, должна быть программа MS Picture Manager

Для того, чтобы разобраться, как уменьшить размер файла JPG с помощью MS Picture Manager, делаем следующие действия:

Совет! Чем сильнее будет сжато изображение, тем хуже будет его качество. Поэтому выбирайте золотую середину.

Уменьшаем размер JPG файла при помощи онлайн сервисов.

Если вам не подходят выше описанные способы или необходимо сжимать очень большое количество изображений, то можно воспользоваться онлайн сервисами по сжатию картинок. Один из таких сервисов https://tinypng.com

С его помощью, вы сможете уменьшить размер изображения до максимально возможного, при этом программа сама выполнить все действия за вас. Вам необходимо будет только добавить изображение в онлайн сервис.

Обратите внимание! После сжатия, вам будет наглядно представлено, на сколько процентов уменьшился вес картинки после обработки.

После добавления картинки или фотографии, программа автоматически проанализирует файл, и если возможно, сожмет его. При этом размер изображения, длина и ширина, остается не измененным. Сервис tinypng.com работает с разными форматами графических изображений, поэтому подойдет многим пользователям.

Еще один онлайн сервис, позволяющий изменить размер файла с изображением — irfanview.com . Сервис поддерживает работу с различными форматами изображений. В отличие от tinypng.com , пользователь сам выбирает настройки для создаваемого изображения.

Можно установить размер изображения вручную или же выбрать из предложенных вариантов.

Для более качественного сжатия, программа имеет различные фильтры. В параметрах сохранения, так же можно выставить значения, которые уменьшат размер выходного файла.

Уменьшаем размер изображения при помощи редактора Snagit.

Не так давно, я писал статью, в данной статье я затрагивал рассмотрение программы Snagit, которая умеет делать не только скриншоты экрана, но и редактировать полученные изображения. Данная программа прекрасно подойдет для наших целей, сейчас я вам покажу и расскажу, как уменьшить размер файла JPG при помощи редактора Snagit.

Предлагаю выполнять все по пунктам.

Главное нужно указать изображение на вашем компьютере или телефоне, указать качество от 1 до 100, нажать кнопку ОК внизу страницы. Остальные настройки выставлены по умолчанию. Чем больше указано «качество » в настройках (80-100), тем больше получится размер файла. И наоборот, меньшее качество (50-75) даст меньший размер JPEG файла. При необходимости уровень качества (сжатия), с которым был создан jpeg-файл, можно узнать .

Если после сжатия размер jpeg файла стал наоборот больше, чем оригинал, то значит нужно понизить уровень качества с 80 на более меньшее число, например, установить 60. Размеры в пикселях и мегабайтах до и после сжатия можно будет увидеть после обработки или нажатия кнопки OK. Если при уровне качества в 40-50 размер всё равно больше оригинала, то сжимать картинку нет смысла - она и так была хорошо сжата. Можно разве что попробовать удалить метаданные , встроенные в jpg файл или удалить exif + сделать jpg прогрессивным без потери качества.

В настройках есть возможность выбрать тип субдискретизации (прореживания), что позволяет добиться бо́льшего сжатия jpg файла с минимальными потерями. Субвыборка 1x1 даёт наилучшее качество изображения, яркие цветовые переходы сохраняются, в основном подходит для качественных превью или маленьких картинок для предпросмотра. Субвыборка 2x1 - это наиболее распространённый метод , используется практически во всех цифровых фотокамерах, сжатие резких цветовых переходов происходит по горизонтали, позволяет добиться меньшего размера файла без особых потерь, отлично подходит для больших изображений. 1x2 - тоже самое, что и 2x1, но только усреднение резких цветовых переходов будет по вертикали. Субвыборка 2x2 усредняет резкие цветовые переходы по горизонтали и по вертикали, позволяет добиться наименьшего размера файла, подходит для размытых картинок.

Исходное изображение никак не изменяется. Вам будет предоставлена другая обработанная картинка в формате jpg.

1) Укажите изображение в формате BMP, GIF, JPEG, PNG, TIFF:

2) Параметры сжатия JPG файла
Уменьшение размера в мегапикселях: уменьшение отключено уменьшить на 10% уменьшить на 20% уменьшить на 30% уменьшить на 40% уменьшить на 50% уменьшить на 60% уменьшить на 80% сделать не более 0,5 Мп (≈943x530) сделать не более 1 Мп (≈1366x768) сделать не более 2 Мп (≈1880x1060) сделать не более 3 Мп (≈2300x1300) сделать не более 5 Мп (≈2980x1670) сделать не более 10 Мп (≈4220x2370) сделать не более 20 Мп (≈5960x3350)
(Уменьшение размера на 20-30% в пикселях или мегапикселях хорошо уменьшает размер файла) Субвыборка: 1x1 (лучшее качество) 2x1 (среднее качество) 1x2 (среднее качество) 2x2 (низкое качество) Не изменять (Прореживание, усреднение резких цветовых переходов) Стандартный JPEG Прогрессивный JPEG
(Прогрессивный jpeg-файл практически всегда занимает места на 2-3% меньше обычного с таким же качеством) Копировать EXIF и другие метаданные? Да Нет
(«Нет» может ещё уменьшить размер файла, но будет стёрта вся дополнительная информация, перечисленная ) Качество (от 1 до 100) (Основной параметр, чем меньше качество, тем меньше будет размер JPEG файла)

Обработка обычно длится 0.5-20 секунд.

На фотографиях "Красного перчика после дождя" указан уровень качества JPEG для сравнения:

Размеры этой jpg картинки в зависимости от уровня качества (Q - качество, KB - это размер в килобайтах):
Q 10 = 2 KB; Q 15 = 2,7 KB; Q 30 = 4,3 KB; Q 50 = 5,9 KB; Q 60 = 6,7 KB; Q 70 = 7,9 KB; Q 80 = 9,8 KB; Q 90 = 14,1 KB; Q 100 = 46,5 KB.

Из вышеуказанных примеров можно сделать вывод, что наилучшим соотношением размер-качество может быть уровень качества от 75 до 95. А для того, чтобы картинка занимала наименьший размер и была в тоже время более и менее нормальной, подойдёт качество 60-70. Если качество не имеет значения, а нужен маленький размер файла, то подойдёт процент качества от 30 до 50.

Обратите внимание, что размер файла прогрессивной JPEG картинки обычно меньше стандартной на 2-3% с таким же качеством изображения, да и ещё будет красиво открываться при её загрузке в интернет браузере, как это обычно делают в фильмах! Пример стандартной и прогрессивной JPEG картинки можно посмотреть .