JPG 格式是如何工作的 *通过人类感知理解图像压缩*

Source: Dev.to

看起来您只提供了来源链接，而没有提供需要翻译的正文内容。请把您想要翻译的文本粘贴在这里，我会帮您翻译成简体中文，并保留原有的格式、Markdown 语法以及代码块和 URL。

Source: …

为什么 JPG 表现如此出色

Joint Photographic Experts Group (JPG) 格式于 1992 年推出，其核心理念非常简单：

人眼对亮度的变化比对颜色的变化更敏感。

现代相机传感器捕获的信息远超人眼能够感知的范围。JPG 压缩正是利用了这一区别，在显著减小文件体积的同时，保持感知上的图像质量。

JPG 压缩的核心步骤

1. 颜色空间转换

   • 图像通常以 RGB（红、绿、蓝）存储。
   • JPG 将 RGB 转换为 YCbCr，将亮度与颜色分离：
     • Y → 亮度（Luminance）
     • Cb → 蓝色差分（Blue chroma）
     • Cr → 红色差分（Red chroma）

   这种分离使得算法能够对颜色数据进行更激进的压缩，而保留人眼最敏感的亮度信息。

2. 块划分

   • 将图像划分为若干小块，通常为 8 × 8 像素。
   • 每块可以独立压缩，并可根据局部细节程度采用不同的压缩强度。
   • 过度压缩会产生可见的块状伪影。

3. 离散余弦变换 (DCT)

   • 对每块进行基于余弦的变换，将像素值转换为 频率分量。
   • 低频 → 平滑区域（非常重要）
   • 高频 → 细节纹理（不太显眼）

   这一步为后续的高效降采样做好准备。

4. 量化（有损阶段）

   • 降低精度，尤其是高频颜色数据。
   • 丢弃人眼不易察觉的信息。
   • 按 之字形（zig‑zag） 顺序遍历系数，以优先保留重要数值。
   • 这是 JPG 压缩唯一真正的有损阶段，也正因如此，反复保存 JPG 会导致质量逐渐下降。

5. 熵编码与重建

   • 将压缩后的数据进行熵编码，打包成 .jpg 文件。
   • 解码时，数据被转换回 RGB。
   • 最终得到的图像对我们而言“看起来相同”，但实际数据量大幅减少。

块大小与量化的影响

实际使用中，JPG 可以舍弃 约 75 % 的颜色细节，而几乎不影响亮度信息——这对照片而言是极佳的折中方案。

JPG 与 PNG – 快速比较

PNG 变体

颜色模型：基于光 vs. 基于墨水

因为 JPG/PNG 是面向屏幕的格式，它们 不是印刷原生。要进行专业输出，需要转换为印刷就绪的颜色空间（例如 CMYK）。

选择合适的格式

了解 JPG 的工作原理可以让你真正掌控质量、性能和存储——不仅仅是导出对话框中的一个滑块。

Discussion

你在项目中注意到 JPG 与 PNG 的质量差异吗？你更倾向使用哪种格式——为什么？

Read the original article on freeCodeCamp