Warum verwischen JPEG-Dateien mehr als andere Farben?


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Ich versuche herauszufinden, warum JPEG-Komprimierung Rauschen im roten Spektrum verursacht, das beispielsweise im blauen Spektrum größer und unschärfer ist. Ich habe diese Frage gesehen und suche keine Problemumgehung. Ich möchte nur wissen, warum Rot während der Komprimierung zu stärkeren Verzerrungen neigt.

Dieses Verhalten ist in Bildern von "politischen Kampagnen" (bei denen das Bild in Rot, Blau und einem gewissen Farbton von Bräune gerendert wird) gut sichtbar, ist aber auch an anderen Stellen sichtbar. Hier ist ein Beispiel:
Bild von Spock in Rot, Hellblau und Hellbraun. Beachten Sie den Rand entlang der roten Seite?


Ich denke nicht, dass es in diesem Beispiel ein rotes Problem ist. Vielmehr handelt es sich um kontrastreiche Bereiche: "Blau trifft Blau" vs. "Blau trifft Rot".
DA01,

Ich dachte, jemand könnte das sagen :). Wenn Sie in den Bereich seines rechten Ohrs zoomen (aus unserer Sicht den linken) und entlang der Grenze schauen, ist das Rauschen immer noch geringer als beim gegenüberliegenden Ohr.
Person27

Wenn Sie das Bild anzeigen (z. B. mit der rechten Maustaste klicken, das Bild anzeigen oder die Bildposition kopieren und dann in eine neue Registerkarte einfügen) und zoomen (z. B. STRG gedrückt halten, während Sie das Mausrad verwenden), werden Sie feststellen, dass das Bild verzerrt ist blaue Seiten des Zauns auch - vor allem in den Haaren in der Nähe des roten ist es wirklich schlecht, aber Sie sehen es auch auf dem hellblauen gegen dunkelblauen. Ich vermute, dass unsere Augen mehr auf die Wirkung von Rot eingestellt sind - es könnte sein, dass die unscharfen Bereiche einen höheren Kontrast aufweisen, wenn sie in Rot verschwommen sind, als zum Beispiel in Blau, oder dass dies eine Eigenschaft unserer Augen ist - ich bin mir nicht sicher (aber) Sie können die zu testenden Töne messen.
youcantryreachingme

Antworten:


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Alles, was @Scott gesagt hat, ist wahr, aber zum besseren Verständnis des WARUM und auch, wenn es so aussieht, als würde RED schlechter aussehen, leite ich Sie auf diese Informationen weiter (Hervorhebung meiner und für den Fluss bearbeitet)

JPEG ... ist für die Komprimierung von Vollfarb- oder Graustufenbildern natürlicher, realer Szenen konzipiert. [Und] ist ein verlustbehafteter Komprimierungsalgorithmus ...

JPEGs eignen sich am besten für Halbtonbilder wie Fotos oder natürliche Kunstwerke. Nicht so gut auf scharfkantigen oder flachen Farben wie Schriftzügen, einfachen Cartoons oder Strichzeichnungen . JPEGs unterstützen 24-Bit-Farbtiefe oder 16,7 Millionen Farben.

JPEG ist eigentlich nur ein Komprimierungsalgorithmus, kein Dateiformat. JPEG wurde entwickelt, um bestimmte Eigenschaften unserer Augen auszunutzen, nämlich, dass wir auf langsame Änderungen von Helligkeit und Farbe empfindlicher reagieren als auf schnelle Änderungen über eine kurze Distanz .

Während JPEGs normalerweise die beste Wahl für Fotos sind, werden sie auf 8-Bit-Monitoren zwangsweise in eine 8-Bit-Palette gerastert. Die JPEG-Komprimierung wird unabhängig von den Farben im Originalbild als 24-Bit-Daten (8 Bit für Grau) behandelt. Wenn Sie ein Bild vor der JPEG-Komprimierung von 24 Bit auf 8 Bit reduzieren, verschlechtert sich das Komprimierungsverhältnis und die Gesamtqualität .

Die JPEG-Komprimierung führt Rauschen in einfarbigen Bereichen ein, wodurch flache Grafiken verzerrt und sogar unscharf werden können. Aus diesem Grund eignen sich JPEGs nicht gut für Bilder oder Schriften mit flachen Farben und scharfen Kanten . Ein JPEG kann ein 900K 24-Bit-Bild auf 45K (hohe Qualität) oder 30K (mittlere Qualität) reduzieren, ein Faktor von 20: 1 bis 30: 1. Je mehr Sie jedoch JPEGs komprimieren, desto mehr Randschärfe und Schärfe verlieren Sie . JPEGs unterstützen ebenfalls keine Transparenz.

Es ist wichtig zu beachten, dass das Speichern einer Grafik im JPEG-Format mit Komprimierung der letzte Schritt sein sollte. Kompressionseffekte sind kumulativ. Dies bedeutet, dass Sie eine JPEG-Datei jedes Mal, wenn Sie sie erneut speichern, weiter komprimieren und dabei Daten (fotografische Details) wegwerfen, die Sie nicht mehr zurückerhalten können .

Nun zu den supertechnischen Details, die die Verbreitung des ROTEN erklären (was eigentlich ein Trick für das Auge ist). Vielleicht möchten Sie diese Informationen lesen (wieder liegt der Schwerpunkt bei mir).

Ausgangspunkt der JPEG-Komprimierung sind die Pixel in den Grundfarben Rot, Grün und Blau , die für eine verlustbehaftete Komprimierung nicht optimal geeignet sind. Vor der eigentlichen Komprimierung konvertieren Sie einfach die RGB-Farben, zum Beispiel im YCrCb-Modell, dass der erste Kanal die reine Helligkeitsinformation (Y) speichert, also den Durchschnitt der Helligkeit des roten, blauen und grünen Kanals. Im zweiten Kanal wird die Abweichung des roten Kanals von der durchschnittlichen Helligkeit und im dritten Kanal die Abweichung des blauen Kanals gespeichert. Der Wert für den grünen Kanal kann daraus berechnet werden und muss nicht speziell aufgezeichnet werden.Sobald Sie als Komponenten Luminanz (Helligkeit) und Chrominanz (Farbe) getrennt haben, können Sie die Auflösung der beiden Chrominanzkanäle auf die Hälfte oder ein Viertel reduzieren, da diese für die Schärfe keine Rolle spielen. Der visuelle Kortex des Menschen enthält unabhängige Systeme zur Wahrnehmung von Farben und Formen, und der Farbenblinde würde die ehemals fein aufgelösten Farbgrenzen ohnehin ignorieren , das Farberkennungssystem arbeitet wieder mit einer drei- bis viermal so geringen Auflösung wie die Form von Anerkennung.

Hoffe das hilft dir besser zu verstehen was alles los ist.


Das Englisch im zweiten Zitat ist ... ähm ... esoterisch.
Andrew Leach

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@ AndrewLeach, Sie sind absolut richtig, es wurde geschrieben, um sehr technisch zu sein und sich auf die GUTS der Wissenschaft zu konzentrieren, also kann es ein bisschen "trocken" sein, wenn Sie wollen oder "technisch", aber ich fand, es verdient Erwähnung, weil es Licht spendet auf wichtige Elemente.
GµårÐïåñ

Ich denke, er meinte "ungrammatisch". In jedem Fall ist eine Erklärung aus der Natur ein wenig falsch: Das Rot im Beispielbild ist sehr "rein" und daher im R-Kanal sehr hell. Die G & B-Kanäle in diesem Bereich sind sehr dunkel. Aufgrund dieser Tatsache sind die Quantisierungseffekte ausgeprägter: Es gibt keine anderen Farben, die die Artefakte maskieren. Wenn Sie das Beispielbild auf Kanalbasis untersuchen, werden Sie stärker ausgeprägte Artefakte feststellen, wenn sich eine der Daten des Kanals erheblich von den beiden anderen unterscheidet.
Horatio

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JPG ist eine verlustbehaftete Komprimierungsmethode . Das bedeutet , jeder Zeit , die Sie speichern jpg Bilddaten werden weggeworfen , um Dateigröße (kb) zu speichern. Es ist wichtig zu wissen, dass dieser Datenverlust jedes Mal auftritt, wenn Sie ein JPG speichern. Wenn Sie also ein JPG öffnen, speichern Sie es als JPG, und Sie haben mehr Bilddaten weggeworfen. In Bereichen, in denen der Datenverlust aufgetreten ist, treten Artefakte (oder Schaum oder Unschärfe) auf.

Dieser Datenverlust ist am häufigsten festzustellen, wenn Farben von einem Volltonfeld in ein anderes Volltonfeld übergehen. Es gibt kein direktes Problem mit einer bestimmten Farbe. Es geht mehr um große Flächen mit ähnlichen Farben.

Für Bilder, die nur große Bereiche mit flachen Farben enthalten, sind Formate wie GIF besser geeignet als JPG. Das GIF-Format wurde entwickelt, um große Bereiche mit flacher Farbe beizubehalten.


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beantwortet die Frage nicht.
Nearoo

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JPEG komprimiert die Farben gleichmäßig und verursacht daher keine Unschärfe bei Rot, was jedoch für das menschliche Auge möglich ist. Das menschliche Auge hat ungefähr 7 Millionen Zapfen und ungefähr 65% von ihnen erhalten rotes Licht. Dies mag der Grund sein, warum wir mehr Rottöne als andere Farben sehen ... weil wir "mehr" Rot sehen.


Ja, Sie haben recht, keine tatsächliche Voreingenommenheit; Die Konsequenz war jedoch, dass das Rot dem menschlichen Auge einen größeren Streich spielt, gefolgt von Blau und dann Grün. Wenn Sie sich zum Beispiel Fernsehgeräte ansehen, bemerken Sie oft, dass das ROT am häufigsten zu hoch eingestellt ist, BLAU an zweiter Stelle und GRÜN an dritter Stelle, nur eine Sache des menschlichen Gehirns, ich denke, ich weiß nicht genau warum.
GµårÐïåñ

Das erklärt natürlich nicht die individuellen Empfindlichkeiten und / oder die Farbenblindheit, nur um es in anekdotischen Verallgemeinerungen auszudrücken, da dies für die Mehrheit der Bevölkerung im Zentrum der Glockenkurve gilt.
GµårÐïåñ

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Kompressionsartefakte von harten Kanten sind proportional zum Kontrast der Kanten - die rot-blaue Kante ist die kontrastreichste Sache in diesem Bild.

Alle gesättigten primären Tarife in der JPG-Farbdarstellung sind schlecht. Der Unterschied im Beispielbild ist ein sattes Rot im Vergleich zu einem matten Blaugrau.

Der Grundsatz, dass "Chroma-Unterabtastung die Schärfe nicht beeinflusst", neigt auch dazu, bei gesättigten Primärfarben, die an Schwarz grenzen, zu versagen.


-1

Da unsere natürliche Umgebung überwiegend grün ist, sind unsere Augen am empfindlichsten für Grün. Wir können mehr Feinheiten im grünen Teil des Spektrums erkennen. Evolution - Raubtiere vermeiden, Beute identifizieren. Es ist diese Ungleichheit in der Farbwahrnehmung, die wahrscheinlich dazu führt, dass rote Komponenten in Bildern anders aussehen.


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Ich bin mir nicht sicher, ob ich die Beziehung zwischen einer erhöhten Empfindlichkeit für die Farbe Grün und ihrer Auswirkung auf die Wahrnehmung von Rot verstehe. Rot ist eine Grundfarbe; Es ist nicht mit und enthält kein Grün.
Person27

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Das ist nicht einmal richtig. Die menschliche spektrale Empfindlichkeit konzentriert sich (im Durchschnitt) auf Gelb (600 nm), wobei die menschliche Wahrnehmung im Wesentlichen RGB ist. Alles andere (einschließlich Gelb) wird berechnet.
Horatio
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