Joint Photographic Experts Group para niños
Datos para niños JPEG |
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 Foto de una flor comprimida gradualmente con el formato JPEG. |
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| Desarrollador | ||
| Joint Photographic Experts Group | ||
| https://jpeg.org/jpeg/ | ||
| Información general | ||
| Extensión de archivo | .jpeg, .jpg, .jpe.jfif, .jfi, .jif (contenedores) |
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| Tipo de MIME | image/jpeg |
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| Type code | JPEG |
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| Uniform Type Identifier | public.jpeg | |
| Número mágico | ff d8 |
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| Tipo de formato | Gráficos con compresión con pérdida | |
| Formato abierto | ? | |
Joint Photographic Experts Group (JPEG) es el nombre de un grupo de expertos. Este grupo creó un sistema para reducir el tamaño de los archivos de imágenes. Es uno de los formatos más usados para fotografías hoy en día. El comité se formó uniendo varios grupos. Querían compartir y mejorar sus conocimientos sobre cómo convertir imágenes a formato digital.
Además de ser un método para reducir el tamaño, JPEG también se considera un tipo de archivo. JPEG/Exif es el formato de imagen más común. Lo usan las cámaras digitales y otros aparatos para tomar fotos. También existe JPG/JFIF, que se usa para guardar y enviar fotos en internet. A menudo, estas variaciones se llaman simplemente "JPEG". Los archivos de este tipo suelen terminar con la extensión .jpg.
Contenido
¿Cómo funciona la compresión JPEG?
El formato JPEG usa un método de compresión que reduce el tamaño de los archivos de imagen. Este método se llama "con pérdida". Esto significa que cuando ves la imagen, no es exactamente igual a la original. Se pierde un poco de información para que el archivo sea más pequeño.
Existen algunas versiones de JPEG que no pierden información. Estas son JPEG 2000, JPEG-LS y Lossless JPEG.
El sistema de compresión JPEG se basa en cómo vemos las cosas. Nuestros ojos son más sensibles a los cambios de brillo que a los cambios de color. También notamos más los pequeños cambios de brillo en zonas lisas que en zonas con muchos detalles.
Una ventaja de JPEG es que puedes elegir cuánto quieres comprimir la imagen. Si la comprimes mucho, el archivo será muy pequeño. Pero la calidad de la imagen bajará bastante. Si la comprimes poco, la imagen se verá casi igual que la original. Sin embargo, el archivo será más grande.
Si comprimes una imagen varias veces, la calidad se pierde cada vez más. Cada vez que la guardas con compresión JPEG, se pierde un poco más de detalle. Por eso, no es bueno usar JPEG para imágenes con texto o líneas muy definidas. Pero es excelente para fotos con grandes áreas de colores suaves.
El formato JPEG no puede manejar transparencias. Esto significa que no puede hacer que una parte de la imagen sea transparente. Otros formatos, como PNG o JPEG 2000, sí pueden hacerlo.
¿Cómo se codifica una imagen JPEG?
El proceso de codificación de una imagen JPEG tiene varios pasos. Aquí te explicamos uno de los métodos más comunes. Se usa para imágenes con 24 bits por píxel (8 bits para cada color: rojo, verde y azul). Este método es de compresión con pérdida.
Transformación del espacio de color
Primero, la imagen se cambia de su modelo de color RGB a otro llamado YUV o YCbCr. Este sistema de color es parecido al que usan las televisiones.
El espacio de color YUV tiene tres partes:
- La parte Y, o luminancia: Es la información del brillo. Piensa en una imagen en escala de grises.
- Las partes U (o Cb) y V (o Cr): Son la información del color. Una muestra la diferencia entre azul y rojo, y la otra entre verde y rojo.
Durante este paso, no se pierde mucha información. Cualquier pequeño error es tan pequeño que el ojo humano no lo nota.
Submuestreo de color
Una opción al guardar la imagen es reducir la información del color. Esto se hace porque el ojo humano es menos sensible a los detalles del color que a los del brillo. Hay varios métodos para esto.
Si no se aplica este paso, la imagen mantiene toda su información de color. Si se reduce la información de color a la mitad, el color tendrá menos detalle horizontal. Si se reduce a la cuarta parte, el color tendrá menos detalle tanto horizontal como vertical. Si la imagen es en blanco y negro, la información de color se elimina por completo.
Transformación discreta de coseno (DCT)
Cada parte de la imagen se divide en pequeños bloques de 8x8 píxeles. Estos bloques se procesan casi por separado. Esto hace que el cálculo sea mucho más rápido. Por eso, a veces se ven pequeños cuadrados en las imágenes muy comprimidas.
Después, cada bloque se convierte usando una operación matemática llamada Transformación Discreta de Coseno (DCT). Esta transformación ayuda a organizar la información de la imagen de una manera que facilita la compresión.
Los números en estos bloques se ajustan para que estén alrededor de cero. Luego, se aplica la DCT y los resultados se redondean. Verás que el número más grande suele estar en la esquina superior izquierda.
Cuantificación digital
El ojo humano es muy bueno detectando cambios de brillo en áreas grandes. Pero no es tan bueno detectando cambios rápidos de brillo en áreas pequeñas. Por eso, se pueden eliminar algunos detalles de alta frecuencia sin que la calidad visual se vea muy afectada.
Esto se hace dividiendo cada número del bloque por una constante. Luego, el resultado se redondea al número entero más cercano. Este es el paso donde se pierde la mayor parte de la información y la calidad de la imagen. Como resultado, muchos números se vuelven cero o números pequeños.
Codificación entrópica
La codificación entrópica es una forma de compresión que no pierde datos. En este paso, los números de la matriz se organizan en un patrón de zig-zag. Esto agrupa los números similares. Luego, se usa un método llamado codificación Huffman para comprimir aún más.
JPEG tiene una forma de "cortar" la secuencia de números cuando el resto son todos ceros. Esto ayuda a ahorrar espacio en el archivo.
Ruido por la compresión
El resultado de la compresión puede variar. Si los números divisores son muy grandes, se eliminan más detalles y la imagen se comprime más. Pero una compresión muy alta puede crear "ruido" en la imagen, lo que baja su calidad.
Una imagen muy comprimida (1-15%) tendrá un archivo muy pequeño. Pero tendrá tantas imperfecciones que no será útil. Una compresión muy baja (98-100%) dará una imagen de alta calidad. Pero el archivo será tan grande que quizás sea mejor usar un formato sin pérdida como PNG.
Muchas personas que usan Internet han visto estas imperfecciones. Son el resultado de buscar una buena compresión. Para evitarlas, hay que reducir el nivel de compresión.
Decodificación
El proceso para ver una imagen JPEG es el contrario al de codificación. Como se perdió información al comprimir, los valores finales no serán exactamente los mismos que los originales.
La información se toma del archivo, se decodifica y cada valor se coloca en su lugar. Luego, estos valores se multiplican por los números de la matriz de cuantificación. Como muchos valores eran cero, solo se recuperan (de forma aproximada) los valores de la esquina superior izquierda.
Finalmente, se deshace la transformación DCT y se ajustan los números para obtener la imagen.
Al comparar la imagen original con la comprimida, se pueden ver las diferencias. Las mayores diferencias suelen estar en las zonas donde había más detalles o cambios de color.
Otros formatos de imagen
- JPEG2000: Un formato más nuevo, basado en "wavelets".
- Raw (formato): Archivos de imagen sin procesar, directamente de la cámara.
- TIFF: Un formato de alta calidad, a menudo sin pérdida.
- PNG: Un formato popular que permite transparencias y compresión sin pérdida.
- GIF: Usado para imágenes con pocos colores y animaciones.
Véase también
En inglés: JPEG Facts for Kids
