3.4.7.1 JPEG κωδικοποίηση
To JPEG είναι ένα πρότυπο κωδικοποίησης για συνεχόμενες εικόνες που αναπτύχθηκε από το Joint Photographic Experts Group. Το JPEG έχει σαν στόχο να αναπτυχθεί μία μέθοδος για συμπίεση τόσο σε έγχρωμες όσο και σε ασπρόμαυρες εικόνες. Το πρωτόκολλο καθορίζει τέσσερις μεθόδους συμπίεσης:
- Διαδοχική (sequential). Με αυτή τη μέθοδο κάθε εικόνα κωδικοποιείται με μία απλή σάρωση από αριστερά προς τα δεξιά και από πάνω προς τα κάτω. Αυτή η μέθοδος είναι η πιο απλή και η πιο συχνά εφαρμοζόμενη τόσο σε hardware όσο και software.
- Εξελικτική (progressive). Με αυτή την μέθοδο η εικόνα κωδικοποιείται μετά από πολλαπλές σαρώσεις. Αυτό είναι χρήσιμο για εφαρμογές κατά τις οποίες η ώρα εκπομπής της εικόνας είναι αρκετά μεγάλη και ο θεατής προτιμά να βλέπει την εικόνα να σχηματίζεται σιγά-σιγά.
- Χωρίς απώλειες (lossless). Αυτή η μέθοδος εγγυάται ότι μπορεί να γίνει ακριβής ανάκτηση κάθε τιμής δείγματος της εικόνας. Αυτό είναι πολύ σημαντικό σε εφαρμογές που ακόμα και η παραμικρή απώλεια δεδομένων από τα δείγματα της εικόνας είναι σημαντικά (όπως πχ. ιατρικές εφαρμογές
).
- Ιεραρχική (hierarchical). Εδώ η εικόνα κωδικοποιείται σε πολλαπλές αναλύσεις, ούτως ώστε οι εκδόσεις των χαμηλών αναλύσεων να μπορούν να αποκωδικοποιηθούν χωρίς να χρειάζεται να αποκωδικοποιηθεί η υψηλής ανάλυσης έκδοση. Αυτή η μέθοδος είναι ιδιαίτερα επικερδής κατά την μετάδοση σε δίκτυα packet switched. Μόνο τα δεδομένα τα οποία θεωρούνται απαραίτητα από μία εφαρμογή μπορούν να εκπέμπονται, επιτρέποντας κατ’αυτό τον τρόπο περισσότερες εφαρμογές να μοιράζονται τους ίδιους πόρους του δικτύου. Σε περιπτώσεις μετάδοσης σε πραγματικό χρόνο, ένα δίκτυο μπορεί να αρχίσει να αποβάλλει πακέτα τα οποία περιέχουν πληροφορία υψηλής ανάλυσης αποδίδοντας τελικά μία εικόνα χαμηλότερης ανάλυσης αλλά δεν προκαλεί καθυστέρηση στην μετάδοση.
Το πρωτόκολλο JPEG χρησιμοποιεί τον Διακριτό Συνημιτονικό Μετασχηματισμό για να συμπιέσει τον πλεονασμό του χώρου μέσα σε μία εικόνα σε όλες τις μεθόδους εκτός από την μέθοδο μηδενικών απωλειών όπου εκεί χρησιμοποιείται μία μέθοδος πρόβλεψης.
Εφόσον το JPEG σχεδιάστηκε για την συμπίεση ακίνητης εικόνας, δεν κάνει καμία χρήση της τεχνικής συμπίεσης του χρονικού πλεονασμού το οποίο είναι ένα πολύ σημαντικό στοιχείο σχεδόν σε όλες τις τεχνικές συμπίεσης κινούμενης εικόνας (βίντεο). Έτσι παρά την διαθεσιμότητα hardware συμπίεσης που μπορεί να δώσει JPEG βίντεο σε πραγματικό χρόνο, η χρήση του είναι αρκετά περιορισμένη εξαιτίας της χαμηλής ποιότητας στην κινούμενη εικόνα.