JPEG 아티팩트 란 무엇이며 어떻게 할 수 있습니까?

JPEG는 공간을 절약하기 위해 정보를 버리는 "손실"압축 알고리즘이라는 것을 알고 있습니다. 이것의 시각적 영향은 무엇입니까? "JPEG 아티팩트"에 대해 들었습니다. 이것들은 어떻게 생겼습니까?

동일한 압축 수준으로 더 많은 아티팩트가 생성되고 더 악화되는 상황이 있습니까? 이미지의 내용이 전혀 중요합니까? 알고리즘은 무엇을 잘 처리하고 무엇이 문제가됩니까?

JPEG가 필수라고 가정하면 아티팩트를 줄이는 방법이 있습니까? 컨트롤 외부에서 자체 압축을 적용하는 웹 서비스에 업로드하는 경우 이미지를 더 잘 유지하기 위해 이미지에 미리 수행 할 수있는 작업이 있습니까?

예

주 이미지의 현재 사진을 사용합니다. 고품질 JPEG입니다.

JPEG 품질 80 (낮음)으로 Gimp에 다시 저장되었습니다. 일반적인 선명도 손실, 고 대비 가장자리 주변의 "점", 저 대비 영역의 세부 묘사 손실에 유의하십시오.

JPEG 품질 30 (매우 낮음)으로 김프에 다시 저장됩니다. 8x8 블록이 뚜렷하고 선명도 및 색상 세부 사항이 심각하게 손실됩니다.

세 종류의 왜곡

JPEG는 두 가지 종류의 왜곡을 발생시킵니다.

• 고 대비 가장자리 주변의 일반적인 선명도와 진동 손실 : 부드러운 기능 (코사인)으로 근사한 강도 전환으로 인한 것입니다. 가장자리 주변에 작은 "점"또는 "후광"으로 표시됩니다. 핸드 드로잉의 텍스트 이미지에서 특히 쉽게 볼 수 있습니다.
• 차단 구조 : 8x8 블록마다 (또는 크로마 다운 샘플링의 경우 더 큰) 이미지가 개별적으로 처리되고 높은 압축률에서 블록 가장자리가 보입니다.
• 색상 세부 정보 손실 : 매개 변수 저장에 따라 프로그램이 색도 채널을 적극적으로 "다운 샘플링"(해상도 감소) 할 수 있습니다. 자연 사진에는 거의 문제가되지 않습니다.

눈에 보이는 블록 구조와 가장자리 주변의 후광은 보통 JPEG 아티팩트라고합니다. 더 잘 보이도록 예제를 확대 해 봅시다. 왼쪽에서 오른쪽으로 원본, JPEG Q80 및 JPEG Q30 이미지에서 자릅니다. 나는 녹색으로 유물을 표시했습니다 (후광에는 원, 8x8 블록에는 점).

정보 손실로 실제로는 복구 할 수 없습니다. 선명하게하기는 손실 된 가장자리 대비를 복구하는 데 도움이 될 수 있지만 "후광"을보다 분명하게 만듭니다. 노이즈 제거는 "후광"을 제거하는 데 도움이 될 수 있지만 선명도는 더욱 떨어집니다. 블록 구조가 보이면 너무 늦었을 수 있습니다. 원본 고해상도의 고품질 이미지를 그대로 유지하고 덮어 쓰지 마십시오.

호스팅 전략

JPEG 압축 매개 변수를 제어하고 이미지 품질을 최대화하려는 경우 :

• 압축률을 최대한 낮게 유지 (고품질 설정 사용)
• 다운 샘플링 색도 채널을 고려하십시오 (일부 이미지에서는 거의 눈에 띄지 않을 수 있으며 동일한 파일 크기 제약 조건이 주어지면 광도 채널에서 더 낮은 압축 비율을 허용합니다)
• 부동 소수점 이산 코사인 변환 사용을 고려하십시오 (변환의 정밀도를 높일 수 있지만 파일 저장 시간이 더 오래 걸립니다)
• 더 높은 압축률 대신 낮은 해상도를 사용하는 것을 고려하십시오 (파일 크기에 대해 동일한 한계가 주어짐)

타사 서비스에 업로드하고 압축 매개 변수를 제어하지 않으면 그에 대해 많은 것을 할 수 없습니다.

• 트래픽을 줄이기 위해 과압 축하는 것으로 알려진 서비스보다 고품질 JPEG (Flickr, SmugMug, 23hq, 500px)를 선호하는 서비스를 선택하십시오 (Picasa, Imgur, Dropbox). 보통 당신은 당신이 지불하는 것을 얻습니다.
• 사진 크기를 직접 조정하고 올바른 크기를 업로드하십시오 (어쨌든 일부 서비스는 다시 압축하고 일부는 업로드 된 파일을 제공 할 수 있음)

JPEG는 실제로 손실 및 무손실 압축의 두 가지 유형의 압축을 사용합니다. 무손실 압축은 아티팩트를 유발하지 않으므로 해당 부분을 무시할 수 있습니다. 수학 널드에 대한 이산 코사인 변환이라고하는 JPEG의 특정 유형의 손실 압축은 압축 비율과 충실도 간의 균형을 유지합니다. 대부분의 소프트웨어는이 값을 "품질"값으로 나타내며, 일반적으로 0-100 스케일에서는 100이 사실상 손실이 거의 없거나 거의 발생하지 않습니다.

이 특정 압축 알고리즘은 인간의 시각 시스템이 다른 장면 구성 요소만큼 눈에 띄지 않는 것들을 버릴 수 있기 때문에 채택되었습니다. 이것은 꽤보기 좋게 보이는 사진이 인상적으로 높은 압축 비율을 가질 수있는 이유입니다. 그렇기 때문에 실제 연속 톤 사진에서는 잘 작동하지만 합성 이미지 및 라인 아트에서는 잘 작동하지 않습니다.

여기 더 큰 사진을보기 위해 픽셀을 2 배 복제 한 200 x 300 영역의 큰 사진이 있습니다. JPEG 압축 "품질"100을 사용했습니다.

품질 80, 79 % 파일 크기 감소 :

품질 60, 86 % 감소 :

품질 40, 90 % 감소 :

파일 크기 감소는 전체 파일의 JPEG 압축을 기반으로하므로 헤더 구조 및 기타 고정 오버 헤드가 데이터의 작은 부분이되었습니다.

원래 정보의 거의 4/5가 던져 지더라도 두 번째 그림에서 아티팩트를 찾아야합니다. JPEG 압축 아티팩트는 일반적으로 날카로운 가장자리와 느리게 변하는 평평한 영역에서 가장 잘 보입니다. 라인 아트가 모두 날카로운 모서리이기 때문에 JPEG 압축은 적합하지 않습니다.

압축 비율이 높을수록 압축 아티팩트가 점차 악화되는 것을 볼 수 있습니다. 하단 그림은 원시 정보의 9/10을 삭제 한 것에 대한 놀라운 시각적 정보를 유지한다는 점을 명심하십시오.

JPEG 손실 압축의 특징 인 아티팩트 유형은 느리게 변화하는 평평한 영역에서 "차단"및 고 대비 가장자리를 둘러싼 "먼지"입니다. 예를 들어 위 그림의 오른쪽 아래 영역을 참조하십시오. 초점이 맞지 않는 배경이 포함되어 있으므로 값이 느리게 변경됩니다. 뭉개 짐은 분명합니다. "흙"의 예는 염소의 왼쪽 뿔을 둘러보십시오. 이 두 가지 유형의 아티팩트는 일반적으로 JPEG 압축이 관련되어 있다는 강력한 단서입니다. 또한 위 그림의 다른 그림에서 이들을 찾아서 방금 나타나기 시작했을 때의 모습과 다양한 상황에서 어떤 종류의 압축률을 견딜 수 있는지 알아보십시오.

JPG 압축은 픽셀 단위로 수행됩니다. 압축률이 높은 JPG 이미지에서 해당 블록의 가장자리를 볼 수 있습니다. 원본 이미지에서 두 픽셀의 밝기와 색상이 매우 비슷했을 수 있지만 서로 다른 블록에있는 경우 압축 및 압축 해제 후 (각각) 그 값은 원래 값과 다를 수 있으므로 점진적인 블렌딩을 잃고이 "블로킹"을보기 시작합니다.

다음은 하늘의 전형적인 예입니다. JPG는 0 품질로 저장됩니다.

JPG 압축을 사용하는 사이트에 업로드 된 경우 두 가지 작업을 수행하면 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다 (작동하는 사이트를 확인하려면 사이트를 실험해야 함).

• 사이트에서 허용하는 최대 높이 / 너비 내에 있도록 이미지의 크기를 조정하십시오. 그러면 웹 사이트에서 이미지의 크기를 조정하지 않습니다

• 좋은 품질의 작은 파일 크기를 얻으려면 자체 압축을 수행하십시오. 사이트의 작동 방식에 따라 이미지가 이미 충분히 작 으면 추가 압축을 수행하지 않거나 더 작게해도 효과가 떨어질 수 있습니다.

이미지에서 JPG 아티팩트를 제거하는 한 JPG 아티팩트는 일반 센서 노이즈와 유사하게 보일 수 있습니다. 노이즈 감소 소프트웨어는 약간의 JPG 아티팩트를 제거하는 데 다소 성공하지만 세부 정보가 손실됩니다.

다음은 JPG 품질이 50 %이고 블로 키는 있지만 노이즈와 유사한 어둡고 밝은 픽셀의 예입니다.

Topaz Labs에는 DeJpeg 이라는 제품이 있으며 이는 JPG 아티팩트에 특별히 작용합니다. 세부 사항을 너무 많이 잃지 않고이 작업을 잘 수행합니다. 플러그인은 또한 선명하고 일반적인 노이즈 감소를 수행 할 수도 있습니다. 플러그인은 Photoshop CS, Photoshop Elements 및 Paint Shop Pro와 호환됩니다. Lightroom 또는 Aperture에서는 작동하지 않는다고 생각합니다.

특정 대상 파일 크기에 도달 할 때까지 파일을 압축하는 웹 사이트의 경우 특정 상황에서 이미지 품질을 향상시킬 수있는 방법이 있습니다.

JPEG는 이미지를 [일련의] 주파수 공간 표현으로 변환하여 작동합니다 (X 및 Y는 수평 및 수직 주파수를 나타내며 "밝기"는 주파수의 진폭을 나타냄). 특정 진폭 이하의 주파수는 무시되어 저장되는 데이터의 양을 줄이고 압축을 달성합니다.

노이즈에는 JPEG가 압축 할 수없는 광범위한 주파수 스펙트럼이 있습니다. 그렇기 때문에 JPEG 압축 후 두 개의 이미지를 가지고 동일한 압축 수준을 적용하고 두 개의 다른 파일 크기를 얻을 수 있습니다.

이미지를 가져 와서 중요하지 않은 배경 영역을 의도적으로 흐리게하는 경우 총 정보량을 줄이고 이러한 영역을 훨씬 더 많이 압축하여 세부 사항이 중요한 영역을 더 많은 킬로바이트로 남겨 둘 수 있습니다. 배경이 이미 초점이 맞지 않은 이미지에 특히 효과적입니다.

다음은 확대 jpeg의 예입니다.

Wikipedia 사용자 FelixH의 이미지. 이 이미지는 Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported 라이센스에 따라 라이센스가 부여됩니다.

이 이미지에서는 파란색 영역에서 소위 "유물"을 명확하게 볼 수 있습니다. 이미지가 블록으로 분할 된 것처럼 보이고 블록 경계가 일치하지 않습니다.

이 문제를 피하거나 줄이기 위해 수행 할 수있는 여러 가지 작업이 있습니다.

• 가장 분명한 것은 jpeg를 사용하지 않는 것입니다. RAW, PNG 또는 Losless TIFF와 같은 무손실 압축 형식을 사용하여 이미지를 작업 할 수 있습니다. 웹, 이메일 등에 사진을 업로드하려는 경우 마지막 단계에서만 jpeg로 다운 그레이드합니다.

• jpeg 형식을 사용하면 압축 수준을 구성 할 수 있습니다. 원하는 경우 아티팩트를 줄일 수 있지만 파일은 더 커집니다.

• 각 세대가 품질을 훨씬 떨어 뜨리므로 jpeg를 계속해서 다시 저장하지 마십시오.

아티팩트는 이미지 처리의 원하지 않는 부작용입니다. 이 경우 JPEG 알고리즘에 의해 데이터가 압축되는 방식에서 발생합니다.

일반적으로 사람들은 너무 많은 저장 공간을 사용하지 않고 사진을 디지털 방식으로 저장할 수 있기를 원합니다. 결과적으로 대부분의 사진은 JPEG 형식으로 저장됩니다. 이것은 가능한 한 상세하게 보존하려고 시도하는 방식으로 이미지를 구성하는 데이터를 압축하는 형식입니다. 파일을 만들 때 압축 수준을 변경할 수 있습니다. 그러나 "손실"알고리즘으로 일부 데이터는 삭제됩니다. 압축 된 JPEG 파일에서 원래 데이터로 되돌릴 수는 없습니다.

이러한 데이터 손실은 이미지 품질을 희생시킵니다. 압축은 전체 이미지에 미치는 영향을 최소화하도록 설계되었지만 높은 압축 수준에서 눈에 띄게 나타날 수 있습니다.

JPEG 아티팩트는 일반적으로 색상이 고르지 않은 부분처럼 보입니다. 푸른 하늘이나 안개가 자욱한 장면과 같이 색을 크게 씻으면 미묘한 색상 변화가있는 곳을 볼 수 있습니다. 아티팩트는 부드러운 혼합이 아니라 특정 색상의 들쭉날쭉 한 윤곽선처럼 보입니다.

압축률이 높은 장면을 사용하면 피사체의 경계 주위 (예 : 밝은 하늘을 향한 나무의 가지)에서도 인공물을 볼 수 있습니다. 이들은 피사체를 둘러싼 얼룩진 블록처럼 보입니다.

아티팩트를 줄이는 가장 좋은 방법은 다음과 같습니다.

1. 항상 원본 이미지를 유지하십시오. 압축 된 JPEG를 저장하지 말고 나중에 다시 열어 저장하십시오. 이에 대한 극단적 인 예는 600 번 다시 압축 된 이미지를 보여주는 비디오 인 Generation Loss를 참조하십시오 .
2. 파일 크기 제한이있을 경우 가능한 한 고품질을 저장하십시오.
3. 이미지를 심각하게 다시 압축하는 서비스를 사용하지 마십시오. 필요한 경우 이미지를 다른 곳에서 호스팅하고 직접 연결하십시오.

자세한 내용은 http://photo.net/learn/jpeg/를 참조 하십시오.