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Joint Photographic Experts Group (JPEG)

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Bedeutung:
Zunächst nur der Name eines Standardisierungsgremiums, dann der Name eines nicht verlustfreien Kompressionsverfahrens für Standbilder, das mittlerweile auch von der ISO als ISO 10918 und der ITU anerkannt wurde. Dateien mit JPEG-codiertem Inhalt sind an der Endung .jpg erkennbar. Der Algorithmus arbeitet nach dem Verlustprinzip, d.h., er entfernt irrelevante, für das menschliche Auge und daher den Qualitätseindruck des Bildes unwichtige Informationen. Gedruckte Bilder ab 300 dpi können im Verhältnis 25:1, Monitorbilder mit 70 oder 80 dpi im Verhältnis 15:1 komprimiert werden. Zugrunde liegt dabei ein symmetrischer Codec-Algorithmus, der verschiedene Qualitätsstufen zulässt. Dabei wird jedes Bild in Blöcke einer Größe von 8 * 8 Pixel unterteilt. Jeder dieser Blöcke wird für sich mit Hilfe einer diskreten Kosinustransformation (DCT) komprimiert, wodurch bei der Dekompression bei starkem Kontrastunterschied zwischen benachbarten Blöcken störende Kanten entstehen können. In einem zweiten Schritt werden die aus der DCT herauskommenden Koeffizienten der verschiedenen Frequenzen unterschiedlich digital codiert, so dass selten vorkommende Frequenzen mit erheblich weniger Speicher codiert werden können als häufig vorkommende Frequenzen. In einem dritten Schritt werden die codierten Koeffizienten durch eine Huffmann-Codierung oder eine Lauflängencodierung erneut verlustfrei verarbeitet. Bewegtbildsequenzen lassen sich mittels Motion-JPEG (MJPEG) komprimieren. Dabei existiert jedoch keine standardisierte Lösung, sondern nur proprietäre Verfahren. Nach wie vor wird dabei jedes Bild (im Standard als Frame bezeichnet) einzeln codiert. Die Kompressionsrate hängt dabei sehr vom Videoproduzenten ab und kann in Abhängigkeit von der Komplexität der Daten und frei wählbaren Parametern (Frame-Rate, Farbtiefe, Pixelanzahl ..) zwischen 20:1 und 50:1, in seltenen Einzelfällen auch bei 160:1 liegen. Erste Implementationen des Algorithmus lagen dabei ausschließlich als Hardwareversion (spezieller DSP) vor. Mittlerweile sind jedoch mehrere Softwareversionen zum plattformunabhängigen Einsatz entwickelt worden. Die Verwendung von JPEG ist bei Bildern mit ständig wechselnden Kontrasten und Farbverläufen sinnvoll. Das JPEG-Format (Joint Photographic Expert Group) ist besonders geeignet für Bilder mit Farbverläufen (Halbtonbilder, Photos). Es eignet sich nicht für Strichvorlagen. Der Grund dafür ist das verwendete Komprimierungsverfahren, für das verschiedene Qualitätsstufen gewählt werden können. Das Verfahren ist sehr effektiv. Mit zunehmender Kompressionsrate entstehen jedoch Blockartefakte, die im Bild sichtbar sind. Gleichmäßige Farbflächen werden dadurch zerstört. Sie erscheinen fleckig. Das JPEG-Format ist daher nicht für Vektorgraphiken (Karten) geeignet. Hauptanwendungsgebiet für das JPEG-Format sind Photos. Aufgrund der geringen Dateigrößen sind JPEG-Bilder sehr gut geeignet für das Internet.
Eine Weiterführung findet sich in JPEG 2000.

Quellen:
Fachwörterbuch Benennungen und Definitionen im deutschen Vermessungswesen
Klußmann, N. Lexikon der Kommunikations- und Informationstechnik Telekommunikation - Datenkommunikation - Multimedia - Internet

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Letzte Änderung: 12.09.2008