JPEG-Standard

Der JPEG^2.30-Standard ,,Digital Compression and Coding of Continuous-Tone Still Images`` ist ein Einzelbildkompressionsstandard, der aus einer gemeinsamen Arbeit des CCITT^2.31 (jetzt ITU) und der ISO^2.32 entstanden ist.
Bei der Übertragung über eine Punkt-zu-Punkt Verbindung oder über eine Netzwerk ist eine Komprimierung der Kamerabilder sinnvoll. Durch Reduktion der Datenmenge wird die Netzbelastung in einem Netzwerk reduziert und die mögliche Bildwiederholfrequenz bei einer Übertragung über eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung erhöht.
Der JPEG-Standard wird an diesem Kapitel beschrieben, da er später für die Kompression der Kamerabilder verwendet werden soll. Für die optimale Konfiguration einer JPEG-Implementierung ist die Einstellung mehrerer Parameter erforderlich. Dafür ist ein grundlegendes Verständnis des JPEG-Algorithmus hilfreich.
Der JPEG-Standard wurde in zwei Teilen veröffentlicht:

• Requirements and Guidelines (ITU/CCITT T.81) [5]
• Compilance Testing (ITU/CCITT T.83) [6]

Die nun folgende Kurzbeschreibung bezieht sich auf T.81. Das dort beschriebene Komprimierungsverfahren ist auf digitale Einzelbilder mit beliebiger Zeilen- und Spaltenanzahl anwendbar, die eines der folgenden Farbformate besitzen:

• Graustufen
• Farbkomponenten RGB^2.33
• Luminanz-/Farbdifferenzkomponenten YUY oder YIQ

Die YUV- und YIQ-Darstellung kann aus den 3 Farbkomponenten (R)ot, (G)rün und (B)lau nach folgender Formel berechnet werden:

$$\left[ \begin{array}{c} Y \\ U \\ V \end{array} \right] = \... ...left[ \begin{array}{c} R \\ G \\ B \\ \end{array} \right]$$

$$\left[ \begin{array}{c} Y \\ I \\ Q \end{array} \right] = \... ...left[ \begin{array}{c} R \\ G \\ B \\ \end{array} \right]$$

Es gibt vier JPEG-Kompressionsverfahren:

• Sequenzieller DCT^2.34-Modus
• Progressiver DCT-Modus
• Hierarchisch-progressiver Modus
• Verlustfreier Modus

Ein JPEG-Implementierung nach H.81 muss nicht alle Modi unterstützen.