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JPEG 圖片格式

JPEG（Joint Photographic Experts Group）是由同名組織在1986年創立的圖像壓縮標準。1992年正式發布後，JPEG迅速成為全球最受歡迎的圖像格式之一，特別適用於照片和複雜圖像的壓縮與儲存。

JPEG 壓縮技術

色彩空間轉換：將圖像從 RGB 轉換到 YCbCr 色彩空間。Y 代表亮度，Cb 和 Cr 代表色度。這個步驟利用了人眼對亮度變化比色度變化更敏感的特性。
分塊處理：將圖像分割成 8x8 像素的小塊，獨立處理每個塊以提高壓縮效率。
離散餘弦變換（DCT）：對每個 8x8 塊應用 DCT，將空間域的像素值轉換為頻率域的係數。
量化：對 DCT 係數進行量化，減少或捨棄部分高頻成分。這是 JPEG 壓縮產生損失的主要原因，也是實現高壓縮率的關鍵。
熵編碼：使用霍夫曼編碼或算術編碼對量化後的 DCT 係數進行進一步壓縮。

JPEG 的優點

高效壓縮：大幅減少文件大小，同時保持良好的圖像質量。
普及性：幾乎所有設備和軟體都支持 JPEG 格式。
豐富色彩：支持 24 位元色彩，可顯示超過 1600 萬種顏色。
可調壓縮率：可根據需求在文件大小和圖像質量間取得平衡。
適合漸變色彩：對於照片等具有平滑色彩過渡的圖像效果最佳。

JPEG 的局限性

有損壓縮：每次壓縮都會損失部分圖像細節，多次編輯後質量下降明顯。
不適合圖形和文字：對於線條銳利的圖像，容易產生模糊和失真。
不支持透明度：無法保存透明背景，需要透明效果時應選用 PNG 等格式。
壓縮疲勞：反覆保存 JPEG 圖像會導致質量逐漸下降。
區塊效應：高壓縮率下可能出現明顯的 8x8 像素塊狀失真。

JPEG 的應用場景

數位攝影：JPEG 是大多數數位相機和智慧型手機的預設拍攝格式。
網頁圖像：由於檔案小、加載快，JPEG 廣泛用於網站圖片，特別是照片類內容。
社交媒體：Instagram、Facebook 等平台大量使用 JPEG 格式來儲存和分享用戶上傳的圖片。
電子商務：產品照片通常使用 JPEG 格式，以平衡圖像質量和加載速度。
印刷出版：雖然專業印刷可能更偏好無損格式，但 JPEG 也常用於較低要求的印刷品。

JPEG 壓縮小技巧

選擇適當的壓縮級別：根據圖像用途，在文件大小和質量之間找到平衡點。
避免重複壓縮：盡可能使用原始圖像進行編輯，避免多次保存 JPEG。
保留原始文件：將原始、高質量的圖像保存為無損格式（如 TIFF），需要時再創建 JPEG 版本。
使用現代編碼器：嘗試使用更先進的 JPEG 編碼器，如 MozJPEG，它們可以在相同文件大小下提供更好的圖像質量。
考慮替代格式：對於網頁圖像，考慮使用新一代格式如 WebP，它們可能提供更好的壓縮效果。

JPEG 的未來發展

儘管 JPEG 已經存在多年，但它仍在不斷發展。JPEG 委員會正在開發新的標準，如 JPEG XL，旨在提供更好的壓縮效率和更多功能。這些新標準有望在保持向後兼容性的同時，為數字圖像帶來更多可能性。

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