第2回 プログラマのための数学勉強会で発表した資料です http://maths4pg.connpass.com/event/11781/Read less
フーリエ変換と画像圧縮の仕組み
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JPEG画像形式の概要(圧縮アルゴリズム) - ウェブで用いられる画像形式。
JPEG画像の圧縮アルゴリズムについて解説します。 具体的なファイルフォーマットは、別ページで解説しました。 JPEG画像とは。 JPEGとは規格策定団体(ジョイント・フォトグラフィック・エクスパーツ・グループ)の名称であり、正しくはJFIF画像(JPEG・ファイル・インターチェンジ・フォーマット)と言うべきですが、現状数あるJPEG策定規格でほぼ唯一JFIF画像のみが採用されており、JPEG画像と呼んでも殆ど差障りが無いようです。 JPEG形式は、策定団体の名前どおり、写真の効率良い圧縮を行うためのフォーマットです。 JPEG形式はフルカラー及びグレイスケールに対応しております。 JPEG形式では多くの場合、圧縮の際にデータの一部を切捨てる事で圧縮効率を高めると言うアルゴリズムを採用しております。従って、JPEG形式は圧縮された画像を展開した場合、元通りにはならない不可逆圧縮となります。
画像データの構造
ＭＣＵ サンプリングファクタ指定のサイズで画像を分割し変換された個々のデータをMCU(Minimum Coded Unit)と呼び、JPEGファイルの画像データの処理単位となります。 また、MCUを成分毎に分解し、8x8ピクセル単位の画像データにしたものをブロックと呼びます。 上図4:2:0のサンプル比では、色差成分は輝度成分に対し４分の１に間引かれており、ブロック数は元のデータの半分になります。 4(Y)+4(Cb)+4(Cr)=12ブロック ⇒ 4(Y)+1(Cb)+1(Cr)=6ブロック ※実際のデータは、さらに量子化、ハフマン圧縮という工程を経て圧縮されているので、間引きによるデータ軽減効果は多少変わります。 パディング 画像はMCUという単位で細かく分けられ保存されますが、画像の横または縦サイズがMCUのサイズで割り切れない場合、画像の右端や下端のデータが余ります。 JPEGでは
Independent JPEG Group
IJG is an informal group that writes and distributes a widely used free library for JPEG image compression. The first version was released on 7-Oct-1991. The current version is release 9f of 14-Jan-2024. This is a stable and solid foundation for many application's JPEG support. You can find our original code and some supporting documentation in the directory files. There is a Windows format packag
JPEGのフレームヘッダを読んでwidthとheightを取り出す - 昼メシ物語
突然ですが、JPEG の構造はだいたい下記のような感じになってます。 今回は libjpeg 等のライブラリを使わずに、JPEGファイルから画像の width と height を取り出したいと思います。この width と height の情報は、上図におけるフレームヘッダセグメントに入っています。 基礎知識 フレームヘッダセグメント フレームヘッダセグメントの中身は、以下のとおりです。 データ サイズ（bit） フレーム開始マーカー 16 フレームヘッダのサイズ（byte） 16 サンプル精度 8 height 16 width 16 省略 あとは、サンプリングファクタとかが延々と続くんですが、今回は不要なので省略しています。 ヘッダセグメント フレームヘッダ以外のヘッダセグメントには、EXIFデータやサムネイルなど、画像のデコードに直接関係ないメタデータが入っています。 JPEGでは
JPG ファイルフォーマット
JPG ファイルフォーマット JPG (Joint Photograph Experts Group) フォーマット。“ ジェーペグ ”と発音する。 マーカーで区切られた形になっており、種類は下記のものが存在する。 形式説明
JPEGファイルの構造
まずJPEGファイルの全体的な構造から説明します。 JPEGファイルは、先頭にSOIマーカ、最終にEOIマーカというもので挟まれており、その間の領域に複数のセグメントと画像データが有ります。 マーカとは、種別を表す２バイトのコードで、１バイト目は必ず0xFFです。 SOI スタートマーカ (Start of Image) 0xFFD8 EOI エンドマーカ (End of Image) 0xFFD9 マーカはSOIやEOIの様に単体でもありますが、各セグメントの先頭にもあり、セグメントの種類を決めています。 セグメントとは、JPEGのファイル情報を種類別に分けた一つの領域の事です。 下図はJpegAnalyzerでJPEG画像の先頭をダンプしたものです。 マーカ部が赤表示になっています。 先頭にSOIマーカが有るのが判りますか？ ※セグメントの詳細は次頁で説明します。
Tumblr
「JPEG Tilt」というページを公開しました。MotionJPEG Builder を作った時に、JPEG のヘッダを読み込む処理を作ったので（結局これは使わなかったんですが）圧縮データの読み込み部分も作ってみようか、という気になって作ったのがこれです。JPEG ファイルで画像が圧縮される様子を視覚的に表現する…… という目標だったのですが、どうでしょうか。まあ内容が内容なので説明無しではさすがに意味が分からないと思います。 ということで、JPEG Tilt の見方を以下で簡単に説明します。 図1は、JPEG Tilt の画面です。画像が iTunes の CoverFlow のように並んでいますが、これの左側は画像の低周波成分のみを抜き出した物で、右に行くとより高周波の成分も含めるように並んでいます（低周波、高周波という言葉の意味はこの先で出てきます） 画像の上にマウスカーソルを乗せ
JPEGについて再勉強。Baseline JPEGとProgressive JPEG
JPEGに関する良記事を見つけたのでMemo. 大学のころは授業でJPEGのAlgorithmから習った気がするがもう忘れてしまった。 JPEG 101: A Crash Course Guide on JPEG Titleだけ和訳 JPEGの概要 意味と明確化： JPEG vs JFIF/Exif なぜJPEG JPEG圧縮 Baseline JPEG vs Progressive JPEG PhotoshopでのJPEG(Baseline/Progressive )形式 JPEGを使う場面 JPEGを使うのを避ける場面 PhotoshopでJPEGを保存してみた JPEG圧縮を顕微鏡で見てみた 透過処理はJPEGで可能か JPEGに対抗する新しい圧縮形式：WebP さきにWikipediaを読んでおくと理解が早い。関連する下記記事も参考になる。 JPEGをプログレッシブにするかどうかの
JPEGファイルを目grepする。 - ぱたへね
元ネタはこちら。 http://www.slideshare.net/murachue/grep-8057239 バイナリを見て文字コードを識別する話がおもしろかったです。私も持ちネタを一つ公開します。他にもあるはずですので、みんなでネタを持ち寄りましょう。 タイトルの通りJPEGファイルの見分け方です。組み込みの世界では、JPEGエンコーダはヘッダーファイルをつけてくれない事が多く、DMA転送の対象にもなりやすいので、データの並びを見てJEPGかどうか判断できると非常に便利です。俺の大事なデータ領域が跡形もなく上書きされた時の犯人追及、またはどこかにDMA転送されてしまったJPEGデータの書き込み先を探すのに必須のテクニックです。 基本的には圧縮されたフォーマットですので、同じようなデータの繰り返しはありません。ところがJPEGの場合、16進で FF 00 という並びが、他のバイト列より
JPEG フォーマット辞典 - しいしせねっと
JPEGの部分が長いので、分割しました。 このページのもくじ JPEG 解説? フォーマット Exif 可逆圧縮JPEG-LS JPEG 2000 JPEG (ITU-T勧告 T.81 JIS X 4301) 標準的な画像フォーマット（を作った組織？）。ITU-T,ISO等のJoint Photographic Experts Groupが標準化したのが名前の由来。ITU-T勧告T.81、ISO/IEC 10918-1:1994、 JIS X4301?になっている。 翻訳されたJIS X 4301 や ITU-T勧告T.80シリーズ（どちらも中身は同じ）も、販売されている。 Independent JPEG Group などからライブラリが公開されているので、ほとんどの場合ライブラリを利用して開発ができるが、ブラックボックス化してしまわないよう、ここでは詳細について解説する。 JPEG的画
Exif ‐ 通信用語の基礎知識
更に、このExifの拡張規格も提唱されている。 新しい画像フォーマットFlashPixへの変換を簡単に出来るよう考慮された「Exif Ver.2.0」や、ファイルをメモリーカードに記録する際のディレクトリ名やファイル名も規定して再生用機器への互換性も確保しようという「SEG細則」などがある。 ExifはJFIFであり、情報はAPP1マーカーとして記録される。代わりに通常のJPEGと違いAPP0マーカーがない。 Exif情報は、TIFFで使われているIFD(Image File Directory)形式が使われている。 JFIFとしてのよくある形式は次の通り。形式はカメラごとにかなり違っている。 0xFF 0xD8 (SOIマーカー、start of image) フレーム 0xFF 0xE1 (APP1マーカー) SIZE (APP1領域のサイズ、2バイト、ビッグエンディアン) "Exif
Exifについて
ExifはJFIFに次いで一般的なJPEGファイルのフォーマット規格です。 デジタルカメラ画像のファイルフォーマットを規定しており、その後に出来たDCFというデジタルカメラ用の規格もExifフォーマットを採用しています。 (DCFは互換性やファイル管理などの部分も含めたExifより広範囲を規定した規格です) このExif規格のファイルでは、非圧縮ファイルはTIFFフォーマット、圧縮ファイルはJPEGフォーマットを採用しています。 Exif規格のJPEGファイルには、Exifデータ用のアプリケーションセグメントが記録され、その中にデジタルカメラの撮影情報などが記録されています。 Exif規格のJPEGフォーマットに関する主な規定 Exifは限定した仕様となっていますので、汎用性は無い代りに明確で、壊れた時は扱い易いです。 但し、Exifセグメントを出力しても規格から外れたフォーマットを出力す
小泉プロジェクト Ｅｘｉｆミニ知識
ＥＸＩＦミニ知識 ＥＸＩＦとは ディジタルスチルカメラ用画像ファイルフォーマット規格 Exchangeable image file format の略で、ＪＥＩＤＡ（２０００年にＥＩＡＪとの合併により現在はＪＥＩＴＡ）においてディジタルスチルカメラおよびこれに関連するシステムで利用される画像ファイルフォーマットとして１９９５年に規定された（Ｖｅｒ１）もの。 画像ファイル自体についての情報の他、撮影条件や画像のタイトルや著作権等、関連音声ファイル情報、ＧＰＳによる撮影位置情報などを画像ファイルの中に保持することが出来る。 ところで、撮影情報などは、デジタルカメラで撮った写真ならば、ほぼ自動的にファイルに記録されるが、タイトルは自分で入れるしかない。写真にタイトルやちょっとしたコメントを付しておくと、後で写真を見たときの楽しさがずっと大きなものになることは多くの方が経験していることと
小泉プロジェクト ＪＰＥＧについて
ＪＰＥＧについて ＪＰＥＧファイルの概要 ＪＰＥＧは、Joint Photographic Experts Group のことで、この規格を討議したＩＳＯ／ＩＥＣの合同会合の名称であるが、一般にはその規格で記録された画像ファイルのことを指しており、具体的にはＪＩＳ Ｘ４３０１によるものを指している。ファイル拡張子は通常ｊｐｇやｊｐｅｇである。なお、以下の説明はＪＦＩＦ（Ｊｐｅｇ Ｆｉｌｅ Ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ Ｆｏｒｍａｔ）によるものについてのものである。 ＪＰＥＧ（ＪＦＩＦ）では、画像はＹＣｂＣｒ形式（色を輝度、青差分、赤差分で表す方式。ＲＧＢとは計算式により相互に変換できる。）で処理、記録される。通常、画像を８×８画素ずつに区画し、前記の各成分値について（データを間引く場合は複数の区画を纏めて６４個のデータとして）離散フーリエ変換の一種である２次元離散余弦変換（ＤＣＴ）を行い、得ら
Nikon Digital SLR Makernote
デジタルカメラで撮影されたファイルにはEXIFと呼ばれる撮影情報が含まれている。撮影情報というのは、絞りであるとかシャッタースピードといった、カメラを使う場合には必須といえる情報。これらのデータが撮影されたJPEGファイルの中に隠されているのである。 そしてこのEXIF情報の中には「メーカーノート」と呼ばれる一連の情報群がある。これは、広い意味では撮影情報といえるものだが、他のEXIF情報とはちょっと毛色が違う。いわゆる一般的な「撮影情報」とは違う、撮影時に使ったカメラ固有の情報が入っているのである。 EXIFに書かれている情報は、写真を撮影する上で普遍的とも言える情報が多い。言い換えれば、どのカメラにも共通で使えるような情報ということ。このためEXIFには標準規格が定められており、別の機種で撮影した写真でも、EXIF情報の読み出し方、解釈の仕方は共通だ。 これに対してメーカーノ
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FUJIFILM 研究報告 超高速JPEGコーデックの開発
PHP でバイナリ変換プログラミング
Amazon.co.jp: JPEG―概念からC++での実装まで: 晋之介,橋本, アズウィ: 本
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