JPEG

Bei JPEG handelt es sich um ein Verfahren, mit dem die Dateigröße von Grafiken reduziert werden kann. Die dort zugrunde liegende Norm wurde im Standard ISO/IEC 10918-1 definiert. Über die Art der möglichen Speicherformate wird dort jedoch keine Aussage getroffen. Das am weitesten verbreitete Format ist JFIF. Das Kürzel steht für „JPEG File Interchange Format“. Möglich wären theoretisch auch die Formate JNG und SPIFF, doch diese werden in der Praxis von den Fachleuten für Webdesign kaum angewendet. Die Implementierung von JPEG wird mit der „libjpeg“-Programmbibliothek realisiert.

Die verschiedenen Kodierungen und Komprimierungen bei JPEG

JPEG arbeitet entweder mit einer sequenziellen oder progressiven Kodierung nach Huffman mit 8 Bit. Theoretisch können auch eine 12-Bit-Kodierung sowie eine arithmetische Kodierung erfolgen. Sie sind in der Praxis aber ebenfalls unüblich. Von der ITU wurden mehrere Standards geschaffen, die sich in verlustbehaftete und verlustfreie unterscheiden. Der Standard ITU-T T.81 ist identisch mit ISO/IEC IS 10918-1 und ermöglich sowohl eine verlustbehaftete als auch eine verlustfreie Komprimierung. Eine verbesserte und verlustfreie Möglichkeit der Komprimierung bietet der Standard ITU-T T.87, der wiederum mit dem Standard ISO/IEC 14495-1 vergleichbar ist und als JPEG-LS bezeichnet wird. Erweiterungen für JPEG werden im Standard ITU-T T.84 genauer vorgestellt.

Die Verarbeitungsschritte bei JPEG

Um eine Grafik in ein JPEG umzuwandeln, sind insgesamt sechs Verarbeitungsschritte erforderlich, von denen nur zwei verlustfrei möglich sind. Zuerst erfolgt eine Umrechnung des Farbraums von RGB zu YCbCr, an die sich eine Abtastung der Farbabweichungssignale sowie eine Tiefpassfilterung anschließen. Danach werden die Grafiken in 8×8-Blöcke gegliedert, bei denen die Qualitätsverluste durch die Rundungsfehler bei der diskreten Kosinustransformation auftreten. Anschließend sind folgende Verarbeitungsschritte notwendig:
• Quantisierung
• Umsortierung
• Entropiekodierung
Wie hoch die Qualitätsverluste bei einem JPEG tatsächlich ausfallen, hängt direkt von der Kompressionsrate ab. Bleiben 1,5 bis zwei Bit pro Pixel übrig, treten nur kaum wahrnehmbare Qualitätsverluste auf. Unter einem halben Bit pro Pixel zeigen sich so starke Artefakte, dass die Bildqualität beispielsweise für die Bestückung einer Website nicht mehr ausreicht.

JPEG 2000 – für Websites deutlich besser geeignet

Bei JPEG 2000, dessen Definition sich im Standard ISO 15444 findet, handelt es sich um eine Weiterentwicklung, bei der hohe Kompressionsraten mit Erhaltung einer guten Bildqualität erzielt werden können. JPEG 2000 kann auch Bilder mit einer Auflösung von mehr als 64.000 mal 64.000 Bildpunkten verarbeiten. Neu ist hier auch die Funktion „Region of Interest“, mit der einzelne Bildausschnitte in einer höheren Qualität als das Gesamtbild dargestellt werden können. Außerdem bietet diese Weiterentwicklung von JPEG die Möglichkeit, unterschiedliche Farbprofile innerhalb einer Grafik zu verwenden. Professionelle Webdesigner wissen an diesem Standard auch zu schätzen, dass im Interesse der Suchmaschinenoptimierung diverse Metadaten mit hinterlegt werden können. Hinzu kommt, dass mit JPEG 200 durch den integrierten Support für Alpha-Kanäle auch transparente Bereiche in eine Grafik eingebunden werden können.

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